Денис Мантуров родился 23 февраля 1969 года в г. Мурманск. В 1994 году окончил МГУ им. М. В. Ломоносова по специальности «Социология». В 1997 году закончил аспирантуру МГУ, получил степень кандидата экономических наук. В 2002 оканчивает докторантуру Московского авиационного института. В 2006 году завершает обучение в Российской академии государственной службы при Президенте РФ по специальности «Юриспруденция».

Карьера Дениса Мантурова началась в 1998 году с поста заместителя генерального директора ОАО «Улан-Удэнский авиационный завод». В 2000 году переезжает в Москву и работает коммерческим директором ОАО «Московский вертолетный завод им. М. Л. Миля». В 2001 году становится заместителем Председателя ФГУП «Государственная инвестиционная корпорация» (Госинкор).

В 2003 году назначается генеральным директором ОАО «ОПК «Оборонпром»». В 2007 году приходит в Минпромторг на должность замминистра. В 2012 году назначается исполняющим обязанности министра промышленности и торговли. В этом же году получает портфель министра. В 2018 году повторно назначается министром промышленности и торговли.

Имеет несколько наград: в 2007 получил медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени, в 2008 – орден Дружбы, в 2009 – орден Почета, в 2010 – Почетную грамоту Правительства РФ, в 2013 – орден «За заслуги перед Отечеством» IV степени. Является действительным государственным советником РФ I класса. Вошел в «первую сотню» резерва управленческих кадров, находящихся под патронажем Президента Российской Федерации.

Женат, воспитывает дочь и сына.