Родился в 1974 году в Смоленске. Окончил Областное музыкальное училище имени Глинки, затем Российскую Академию музыки имени Гнесиных.
Ещё в годы учёбы начал работать сначала хормейстером, а затем главным хормейстером и дирижёром Московского музыкального театра «Геликон-опера» под руководством Дмитрия Бертмана, где стажировался по специальности «оперно-симфоническое дирижирование» у профессора, народного артиста России Владимира Александровича Понькина. Гастролировал с «Геликоном» в России и в более чем двадцати странах мира.
С 2001 по 2007 год был главным дирижером Калининградского Областного музыкального театра. Преподавал на факультете музыкального театра Российской академии театрального искусства (ГИТИС), руководил творческими мастерскими факультета. Затем возглавлял симфонический оркестр Сургутской филармонии.
Стажировался под руководством народного артиста СССР Юрия Симонова. Долгое время сотрудничал с Академическим симфоническим оркестром Московской филармонии — с 2006 по 2011 годы был его дирижёром.
Выступал с Государственным симфоническим оркестром имени Евгения Светланова, Большим симфоническим оркестром имени Чайковского, Симфоническим оркестром России Вероники Дударовой, Московским государственным академическим симфоническим оркестром под руководством Павла Когана, оркестрами Саратовской и Нижегородской филармоний, Карельским симфоническим, оркестром Краснодарского музыкального театра «Премьера» и многими другими.
Сотрудничает с театром «Кремлёвский балет», «Международным фестивалем балета в Кремле» и «Летними Кремлёвскими сезонами».
С 2014 года Денис Олегович Кирпанёв — дирижёр Симфонического оркестра радио «Орфей». В 2015-18 годах — дирижёр финальных этапов конкурса молодых композиторов на радио «Орфей», записи концертов транслировались в программе «Через Черни к звёздам».
В сезоне 2018–2019 года участвовал в проекте радио «Орфей» «Зимний оркестр», на концерте которого продирижировал мировой премьерой «Орфей-увертюры» — сочинения, написанного специально для проекта композитором Ефремом Подгайцем.