Денис Прокопенко - потомок этнического карела. Его дед живым вернулся с советско-финской (Зимней) войны 1939-1940 годов.

Окончил факультет германской филологии Киевского национального лингвистического университета по специальности "Преподаватель английского языка". Одновременно занимался спортом. Один из активных болельщиков (ультрас) "бело-синих" - футбольного клуба "Динамо" (Киев). Женат на Екатерине Прокопенко.

С 11 июля 2014 года принимал участие в антитеррористической операции на востоке Украины в составе "Азова". В "Азове" проявил лидерские качества и стал командиром взвода, роты, а затем батальона. В июле 2017 года назначен командиром Отдельного отряда специального назначения "Азов". Стал самым молодым командиром в истории ВСУ и НГУ.

Российское вторжение в Украину (2022)
24 февраля 2022 года "Азов" под командованием Дениса Прокопенко занял оборону Мариуполя и прилегающих сел. 7 марта, в ходе российского вторжения в Украину, Денис Прокопенко призвал закрыть небо над Украиной и помочь гуманитарному коллапсу в Мариуполе, ведь "враг нарушает правила войны, обстреливая гражданских и разрушая инфраструктуру города, а также подвергает мариупольцев геноциду".

19 марта президент Украины Владимир Зеленский присвоил звание Героя Украины командирам подразделений, которые продолжали оборону Мариуполя - Денису Прокопенко и командиру 36-й бригады морской пехоты Владимиру Баранюку.

18 апреля началась блокада "Азовстали". Денис стал голосом полка "Азов" и регулярно записывал видео о ситуации на заводе.

4 мая командир полка "Азов" Прокопенко сообщил, что российским военным удалось прорваться на территорию "Азовстали", но гарнизон продолжает выполнять приказ удерживать оборону.

8 мая дал интервью "Украинской правде" из окруженной "Азовстали", где раскритиковал действия военных, которые обороняли линию разграничения с Крымом.

20 мая сообщил, что на 86-й день круговой обороны Мариуполя был получен приказ от высшего военного руководства о сохранении жизни и здоровья военнослужащих гарнизона и прекращении обороны города. Первоочередные требования об эвакуации гражданских, раненых и погибших были выполнены.

Сначала все пленные находились в Еленовке. Через несколько дней Дениса Прокопенко и весь командный состав защитников Мариуполя вывезли в Москву, вероятно в "Лефортово".

21 сентября 2022 года освобожден из плена в результате обмена пленными[18][19]. Интернирован на территории Турции вместе с командирами защитников Мариуполя: Святославом Паламарем, Олегом Хоменко, Сергеем Волынским, Денисом Шлегой.

8 июля 2023 года возвращен на территорию Украины.