Один из самых ярких молодых российских дирижеров, Денис Власенко родился в Москве в семье музыкантов. Окончив Хоровое училище имени А. В. Свешникова и Академию хорового искусства имени В.С. Попова, получил образование как оперно-симфонический дирижер в Московской и Санкт-Петербургской консерваториях у профессоров Владимира Понькина и Александра Титова. После окончания учебы был дирижером-стажером Национального филармонического оркестра России, а также работал в Московском театре «Новая Опера» имени Е.В. Колобова. С 2010 года является дирижером Государственного симфонического оркестра «Новая Россия» под управлением Юрия Башмета. С этим коллективом Денис Власенко выступал на престижных российских фестивалях: "Crescendo" (художественный руководитель — Денис Мацуев), фестивале Мстислава Ростроповича в Оренбурге, фестивале имени М. Глинки в Смоленске, неоднократно участвовал в фестивалях Юрия Башмета в Ярославле и Сочи. Выступал с известными солистами: Юрием Башметом, Денисом Мацуевым, Александром Рудиным, Борисом Березовским, Марией Гулегиной, Александром Гиндиным, Дмитрием Ситковецким, Сергеем Крыловым, Дмитрием Корчаком и другими артистами. Сотрудничал со многими российскими и зарубежными коллективами: симфоническими оркестрами Московской и Санкт-Петербургской филармоний, Национальным филармоническим оркестром России, Брюссельским филармоническим, Токийским филармоническим, Национальным оркестром Латвии, оркестрами Болонской оперы и театра Карло Феличе (Генуя).
Денис Власенко — первый российский дирижер, выступивший на оперном фестивале Россини в Пезаро (2008). В рамках «Академии Россини» (Accademia Rossiniana) он дирижировал оперой композитора «Путешествие в Реймс». Среди оперных ангажементов прошлых сезонов — постановка оперы Дж. Пуччини «Турандот» в итальянском городе Бари, успешное исполнение «Травиаты» Дж. Верди в Национальном оперном театре Мексики и Михайловском театре Санкт-Петербурга, испанский дебют в г. Вальядолид c оперой Г. Доницетти «Лючия ди Ламмермур» и яркая постановка «Евгения Онегина» Чайковского в Латвийской национальной опере (режиссер Андрейс Жагарс). В 2014 году Денис Власенко с успехом дебютировал в Токио с оперой Дж. Россини «Граф Ори». В 2015 году он снова выступит на престижном оперном фестивале Россини в Пезаро, где будет дирижировать оперой «Счастливый обман» в постановке выдающегося британского режиссера Грэма Вика.