En 1628 obtuvo su grado de maestro en filosofía en Jena y en 1629 fue llamado como pastor de la iglesia de St. Magnus en Brunswick. Después de siete años de actividad benéfica allí, en 1636 recibió un llamado a Hildesheim, la sede de Jorge, duque de Brunswick y Lunenburg, como capellán de la corte y predicador en la Colegiata de San Blas. Tras la muerte del duque (1641), éste, junto con todo el consistorio, se trasladó a Hannover, donde en 1642 se convirtió en capellán jefe y predicador principal de la corte, ‘consistorialrath’ y superintendente general del principado de Calenberg. Más tarde (1665) también fue superintendente general de Grubenhagen. Recibió el grado de doctor en teología en 1643 por una disertación, “De igne purgatorio”.

La importancia de Gesenius radica principalmente en los servicios que prestó en la producción de buenos himnarios y catecismos. Fue un teólogo consumado e influyente, un famoso predicador, y se distinguió por sus esfuerzos para promover la instrucción catequética de los niños de su distrito. Con su amigo David Denicke, sacó un himnario que contenía 222 himnos (Hannover, 1646), que luego fue ampliado y arreglado para su uso en las iglesias en 1660. Tanto él como Denicke intentaron reducir los himnos alemanes más antiguos a la corrección de estilo de acuerdo con los cánones poéticos de Martin Opitz; no tanto interferir con la teología o hacer que los autores hablen una terminología ajena a ellos. 

Para corregir la ignorancia prevaleciente con respecto a la doctrina cristiana, Gesenius, en 1631, publicó su “Kleine Katechismusschule” o "Instrucción breve sobre cómo debe enseñarse el catecismo a los jóvenes y simples". Más tarde, por orden del duque Jorge y del consistorio, publicó un compendio de esta obra bajo el título “Kleine Catechismusfragen über den kleinen Catechismum Lutheri” (1639). Esta obra constituye el célebre catecismo de Gesenius, que fue introducido en todas las escuelas del principado de Calenberg y ganó gran reputación en muchas partes de la Baja Sajonia. A pesar de los elogios que recibió el autor, fue atacado violentamente, especialmente por Statius Buscher en su “Cryptopapismus novae theologiae Helmstadiensis” (Hamburgo, 1638). Aunque Gesenius se justificó en una “Grundliche Widerlegung” (Lunenburg, 1641) y aunque su inocencia fue establecida a través de una investigación de teólogos imparciales, hay que admitir que, llevado por su celo por una fe viva y por un mejor conocimiento, se permitió desviarse del camino recto de la doctrina luterana. 

Tal vez en la década de 1660 se casó con una joven llamada Magdalena (1644-1677), con quien tuvieron un hijo y seis nietos, a los que evidentemente no conocieron. De la acusación de que era secretamente católico romano se aclara en su última obra importante, “Warum willst du nicht römisch-katholisch werden, wie deine Vorfahren waren?” (4 partes, Hannover, 1669-72). La disputa sobre su “Catechismusfragen” se renovó en el siglo XVIII, cuando el rey Jorge I, en 1723, trató en vano de introducir el catecismo de Gesenius en los ducados de Bremen y Verden. Además de los otros servicios prestados por Gesenius a la causa de la educación religiosa, publicó, en 1656, un manual de instrucción en historia bíblica, “Biblische Historien Alten und Neuen Testaments”.