Денис Филимонов окончил Школу-студию МХАТ. 9 лет проработал актером в Московском драматическом театре им. А. С. Пушкина. Там же начал ставить свои первые спектакли. Позже стал плотно заниматься режиссурой в театрах, антрепризах, телеспектаклях. Работал на телевидении, снимал короткометражные фильмы. Живет и работает в Москве.
       В Новосибирском академическом молодежном театре «Глобус» поставил спектакль «Остров сокровищ» Р. Л. Стивенсона (2009).