Денис Федоров родился 12 июля 1978 года в городе Обнинск Калужской области. Окончил Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана. Затем учился в аспирантуре Московского энергетического института. Кандидат экономических наук. Признан лучшим молодым ученым России в области физико-технических наук.

Трудовую деятельность Федоров начал в 2001 году. Работал в российском акционерном обществе «Единая Энергетическая Система России». Затем перешел в закрытое акционерное общества НПВП «Турбокон». В 2003 году стал начальником Управления инвестиционных технологий и технологических проектов «ЕвроСибЭнерго-инжиниринг», инвестиционного Управления «Корпорация «Газэнергопром».

Позднее в 2006 году Денис Федоров занял должность советника генерального директора общества с ограниченной ответственностью «Газпром межрегионгаз». Параллельно являлся генеральным директором акционерного общества «Межрегионэнергосбыт». В 2007 году стал  начальником управления публичного акционерного общества «Газпром». Также являлся генеральным директором публичного акционерного общества «Центрэнергохолдинг».

С 2009 года занимает должность генерального директора общества с ограниченной ответственностью  «Газпром энергохолдинг» (ГЭХ), который объединяет энергоактивы компании. Возглавляет Совет директоров ПАО «ОГК-2», является заместителем Председателя Совета директоров ПАО «ТГК-1». Входит в состав Совета директоров ПАО «Мосэнерго». С 2015 года возглавляет Совет директоров ПАО «МОЭК».