Nació en Balsera (Las Regueras) en abril de 1826, primogénito de don Bartolomé Menéndez de Luarca y Tineo y de doña Juna Argüelles Quiñones, ambos descendientes de ricas y distinguidas familias.

Estudió en la Universidad de Oviedo la carrera de Derecho, que no ha ejercido nunca por permitírselo así su excelente posición económica. Su vida transcurrió en Oviedo como principal residencia; con temporadas en sus casas de Luarca y Trubia, lugar éste de su matrimonio con doña Josefa Miranda de Grado y Valdés; poblaciones donde, como en otros lugares de Asturias, tenía importantes propiedades. Como distracción se dedicó a las letras y a la política, militante del partido carlista.

Sus primeras armas de escritor las hizo en los periódicos El industrial y El Independiente, fundados y dirigidos por Protasio González Solís en 1854-55. También en 1854 se inició en la política como diputado provincial por Grandas de Salime. Durante el período revolucionario que va de 1868 a 1874, Menéndez de Luarca permaneció al margen de la política, que llevaba rumbos muy contrarios a su ideología. En 1870 figuró en la comisión de carlistas asturianos que llevó las insignias del Principado de Asturias al entonces recién nacido Jaime de Borbón, hijo del pretendiente al trono, don Carlos. Cuando la última guerra civil, desatada por este, Menéndez de Luarca se vió precisado a expatriarse y residió largo tiempo en Bayona (Francia).

En 1886 fundó en Oviedo el diario La Cruz de la Victoria que dirigió bajo su inspiración el presbítero don Ángel Rodríguez Alonso. Algunos años después de fundado (de 1889 a 1892) este diario apareció, obligado por las circunstancias, con el título invertido: La Victoria de la Cruz; dejó de publicarse en 1900. En este periódico colaboró Menéndez de Luarca copiosamente con el seudónimo de Pedro Sarmiento; También empleó el seudónimo de Juan de la Esteva en los folletos anotados más adelante.

Su trabajo literario más importante es la biografía del tercer obispo de Santander y figura importante entre sus antepasados, Rafael Tomás Menéndez de Luarca y Queipo de Llano (número III), obra caso excesivamente copiosa en noticias y recargada de superfluidades.

Dejó de existir Dionisio Menéndez de Luarca en Oviedo el 21 de octubre de 1904.

Trabajos sin formar volumen: 

I.—Cartas de un español rancio a un personaje del gran mundo. (Oviedo, 1878-80; dos folletos con el seudónimo de Juan de la Esteva).

II.—Cartas a un mestizo. (Oviedo, 1881; folleto con el seudónimo de Juan de la Esteva).

III.—Biografía del Excmo. e Ilmo. señor D. Rafael Tomás Menéndez de Luarca y Queipo de Llano, tercer obispo de Santander. (Oviedo, 1897; un volumen en cuarto).

Trabajos publicados en volumen:

1.—Prólogo. (Al frente del folleto Unión política de los católicos españoles, de Ángel Rodríguez, Oviedo, 1899).