Денис Кирпанёв родился в 1974 году в Смоленске. Окончил Смоленское областное музыкальное училище имени М. И. Глинки (1993) и Российскую академию музыки имени Гнесиных (1998). Участник международного дирижерского мастер-класса профессора Юрия Симонова в Будапеште (2007).
Стажировался в Московском музыкальном театре «Геликон-опера» у Владимира Понькина. Был хормейстером (1996–2001), главным хормейстером и дирижером (2001–2012) театра. Гастролировал с труппой «Геликона» во многих городах России и более чем в 20 странах мира.
В 2001–2007 гг. – главный дирижер Калининградского областного музыкального театра. В 2006–2011 гг. – дирижер Академического симфонического оркестра Московской филармонии. В 2010–2014 гг. – художественный руководитель и главный дирижер Симфонического оркестра Сургутской филармонии.
С 2014 года – дирижер Симфонического оркестра радио «Орфей» Российского государственного музыкального телерадиоцентра. Принимал участие во многих проектах РГМЦ, в том числе в проведении конкурса молодых композиторов с трансляциями в программе радио «Орфей» «Через Черни к звездам» (2015–2018). С 2015 года с оркестром радио «Орфей» участвует в спектаклях театра «Кремлевский балет» в Государственном Кремлевском дворце, дирижирует постановками Международного фестиваля балета в Кремле и летних «Кремлевских сезонов» в ГКД. С 2023 года – автор рубрики радио «Орфей» (цикла передач) «Музыкальные истории Дядюшки Дениса для самых маленьких и не только».
Как приглашенный дирижер сотрудничал с известными российскими коллективами, среди которых Госоркестр России имени Е. Ф. Светланова, Большой симфонический оркестр имени П. И. Чайковского, Московский государственный академический симфонический оркестр под управлением Павла Когана, оркестры Саратовской, Нижегородской и Карельской филармоний и Краснодарский музыкальный театр «Премьера».
Преподавал на факультете музыкального театра Российской академии театрального искусства (ГИТИС), был музыкальным руководителем творческих мастерских (2003–2011). В 2015–2023 гг. руководил Молодежным симфоническим оркестром Жуковской детской школы искусств № 1. С 2023 года – руководитель симфонического оркестра Московского областного музыкального колледжа имени С. С. Прокофьева.
Удостоен почетного звания «Заслуженный артист России».
