Денис Николаевич Пеневье родился 5 февраля 1985 года в селе Канчалан Анадырского района Чукотского автономного округа. Окончил школу в родном селе, переехал в город Магадан. Поступил в Магаданское профессиональное училище № 3 на мастера столярно-плотничных и паркетных работ. Позже поступил в Северный международный университет на специальность «горный инженер».
Был призван в армию, проходил службу матросом в должности электрика корабельного электрооборудования в Военно-морском флоте на ракетном катере Тихоокеанского флота. Присвоен нагрудный знак «Гвардия», награжден юбилейной медалью «75 лет 2-ГВДНРКА Тихоокеанского флота».
После армии вернулся в Магадан. Трудовую деятельность начал в горно-геологических компаниях. После нескольких лет работы принял решение сменить сферу деятельности, устроившись в магаданское управление МЧС спасателем.
Участвовал в спортивных мероприятиях, был награжден бронзовым знаком отличия Всероссийского физкультурно-спортивного комплекса «Готов к труду и обороне» (ГТО) IV степени, являлся членом Магаданского городского туристского клуба.
После объявления в сентябре 2022 года частичной мобилизации, несмотря на бронь, ушел добровольцем на специальную военную операцию с просьбой направить его в 155-ю отдельную гвардейскую бригаду морской пехоты Тихоокеанского флота.
В ходе боевых действий 27 января 2023 года Денис Пеневье погиб в районе города Угледара Донецкой Народной Республики.
Похоронен 24 февраля 2023 года в Магадане на 14-м км основной трассы.
За мужество, проявленное в ходе специальной военной операции, Денис Николаевич Пеневье Указом Президента Российской Федерации удостоен государственной награды – ордена Мужества (посмертно).