Денис Олегович Денисов родился 25 февраля 1983 года в Донецке.
В 2005 году окончил Донецкий национальный университет по специальности «политология».
Директор украинского филиала Института стран СНГ.
Директор Института миротворческих инициатив и конфликтологии.
Участник ток-шоу на политическую тематику, эксперт по российско-украинским отношениям.
В 2004—2008 годах был политологом и экспертом по социально-политическим вопросам в Донецком информационно-аналитическом центре.
В 2006—2010 годах был соискателем кандидатской степени в ДонНУ, тема диссертации: «Социально-политические процессы в Сербии и Черногории в период с 2000 по 2006 гг.».
В 2008 году стал директором компании «РосУкрКонсалтинг», заместителем директора Украинского филиала Института стран СНГ, председателем экспертной комиссии Всеукраинского координационного совета организаций российских соотечественников.
В 2010—2011 и 2013—2015 годах был директором Украинского филиала Института стран СНГ.
В 2013 году награждён орденом Святителя Николая Чудотворца Украинской православной церкви Московского Патриархата.
С 2015 года живёт в Москве.
С 2015 года участник Рабочей группы по правовому анализу законодательства Украины при Председателе Государственной думы Федерального собрания Российской Федерации VI созыва С. Нарышкине.
С 11 февраля 2016 г. — советник председателя Народного Совета ДНР Пушилина Д. В.
С апреля 2016 года является штатным колумнистом газеты «Известия».
С 2017 года является директором Института миротворческих инициатив и конфликтологии. Под руководством Денисова Институт миротворческих инициатив и конфликтологии провёл ряд мероприятий по публичной дипломатии совместно с Фондом поддержки публичной дипломатии имени А. М. Горчакова.
С апреля 2017 г. — руководитель Фонда воссоединения Донбасса.
С мая 2017 г. — член экспертного совета Интеграционного комитета «Россия — Донбасс».
С апреля 2018 г. — помощник депутата Государственной Думы Российской Федерации Козенко А. Д.
С февраля 2021 г. — член общественного совета при Постоянном представителе Республики Крым при Президенте РФ.
В качестве эксперта Денисов участвовал во многих общественно-политических телевизионных ток-шоу, среди которых «Время покажет», «Вечер с Владимиром Соловьёвым», «60 минут», «Право голоса», «Право знать», «Постскриптум» и других.
Автор более 300 научных и публицистических статей по международным отношениям, конфликтам и миротворчеству.
Также в 2015–2020 годах Денисовым было прочитано порядка 50 лекций в университетах России, ЕС, Китая по теме конфликта на Донбассе и проблемам его урегулирования.