Le même mois, Denis-Marie Pellissier, alors médecin, est élu député suppléant du département des Bouches-du-Rhône, le deuxième sur trois, à l'Assemblée nationale législative. Il n'est cependant pas appelé à siéger[1].
En , Denis-Marie Pellissier est réélu député suppléant des Bouches-du-Rhône, le deuxième sur sept, à la Convention nationale. Il est appelé à siéger dès l'ouverture de la session à la faveur du désistement de Jean-Louis Carra, qui opte pour le département de Saône-et-Loire[2].
Il siège sur les bancs de la Plaine. Lors du procès de Louis XVI, il vote la mort, et rejette l'appel au peuple et le sursis à l'exécution de la peine[3]. Le , il est absent lors du scrutin sur la mise en accusation de Jean-Paul Marat[4]. Le , il vote en faveur du rétablissement de la Commission des Douze[5].
En 1795, il est commissaire du Directoire dans les Bouches-du-Rhône puis administrateur du département. Il est réélu au Conseil des Cinq-Cents, le 23germinalan VI. En 1800, il est conseiller général.
Il épouse le Louise Claire Raynaud, fille de l'avocat Toussaint Raynaud, puis le à Aix-en-Provence Marie Magdeleine Aimée Salomé Durand, fille de l'avocat Jacques Durand. Deux de ses fils seront maires de Saint-Rémy-de-Provence: Jules et André-Toussaint Pellissier.
