У віці 5 років Дениса віддали до музичної школи, але там йому швидко набридло. Пізніше став займатися в театральній студії при місцевому Палаці піонерів і школярів. У віці 7 років він зіграв у своєму першому спектаклі — це була роль Жука в «Дюймовочці». Акторське ремесло йому сподобалося. У 2019 році закінчив ВДІК, акторсько-режисерська майстерня Сергія Соловйова. Серед його театральних робіт: «Княжна Мері»; «Фро»; «Вишневий сад». У 2019 році прийнятий до трупи МТЮЗу. Денис Власенко в кіно Зніматися почав у 2018 році. Відомість йому принесла роль Дениса Полянського в соціальній драмі Івана Твердовського «Підкидьки». Його герой хворий на рідкісну хворобу і все життя прожив в інтернаті. Але несподівано його забирає до себе додому мати. У Москві Денис, сам того не бажаючи, стає центром організованої злочинної групи.

Свого героя Денис Власенко характеризував так: «Такий російський супергерой. Якби в Росії був супергерой, то, можливо, він виглядав би ось так». Ряд трюків у фільмі актор виконував сам, він згадував: «Не було жодної страховки і взагалі нічого не було. Була машина, за якою я ховався, а інша машина виїжджала з-за неї на швидкій швидкості і ніби об'їжджала мене. І там не було нічого з технічного обладнання. Все залежало від людини, яка сидить у машині. Було страшно, тому що я реально вистрибував з машини, вона їхала на мене і в найнебезпечніший момент мала ухилитися. Ваня — любитель великої кількості дублів. У середньому їх було штук 17. Можливо, разів 17 я стрибав». За роботу у фільмі «Підкидьки» у 2019 році актор отримав Приз за найкращу чоловічу роль на MIRFF.