Народився сім'ї військового 10 квітня 1971 року у м. Горький, РРФСР.
1988 рік — з відзнакою закінчив Ленінградське суворовське військове училище.
1995 рік — з відзнакою та золотою медаллю закінчив Військовий університет Міністерства оборони РФ.
1999 рік — захистив дисертацію на здобуття наукового ступеня кандидата юридичних наук на тему «Правовий нігілізм і правовий ідеалізм (теоретико-правове дослідження)» в Московській Академії МВС Росії.
2002 рік — Міносвіти РФ присвоїло Вороненкову вчене звання доцента.
2009 рік — захистив дисертацію на здобуття наукового ступеня доктора юридичних наук на тему «Теоретичні та нормативні основи судового контролю в механізмі поділу влади» в Російській Правової Академії Мін'юсту РФ.
У 2011-2016 роках депутат Державної думи РФ, член Комітету з безпеки та протидії корупції, член фракції "КПРФ".
20 березня 2014 року разом із 443 депутатами Державної думи Російської Федерації голосував за анексію Криму Росією.
У жовтні 2016 року разом із дружиною депутатом Держдуми Марією Максаковою переїхав до України, а 6 грудня 2016 року отримав громадянство України. Пізніше в інтерв'ю заявив, що голосувати змушений був за анексію Криму під страхом за свою сім'ю, заявив, що депутатам Думи було надано розпорядження з загрозою підтримати Путіна.
Дениса було вбито трьома пострілами у живіт та голову 23 березня 2017 року близько 11:30 у Києві на перехресті бульвару Шевченка та Пушкінської вулиці. У перестрілці кілера й охоронця Вороненкова було поранено. Їх було направлено на лікування під посиленою охороною. У лікарні кілер помер, охоронця прооперували, він перебував у тяжкому стані.
За заявою тодішнього начальника поліції Києва Андрія Крищенка, вбивство було замовним та мало політичну мету, щоб "залякати російських депутатів і чиновників, хто спробує втекти з Росії на Захід чи до України" також заявив Антон Геращенко. Держдума РФ назвала вбивство провокацією українських спецслужб.
Убивця — громадянин України, уродженець Севастополя, 28-річний Паршов Павло Олександрович, який жив у Дніпрі.
11 серпня 2021 року суд завершив слідство, прокурор попросив визнати винними обвинувачених та призначити їм позбавлення волі строком на 12 років.
25 березня 2017 року похований на Звіринецькому кладовищі у Києві.
Від колишнього шлюбу з Юлією Олександрівною Вороненковою мав двох дітей.
У березні 2015 року Вороненков зареєстрував шлюб із оперною співачкою, депутатом Держдуми від "Єдиної Росії" Марією Максаковою-Ігенбергс. 15 квітня 2016 року у сімейної пари Максакової та Вороненкова народився син Іван.
23.03.2017