Autora, directora de teatro y licenciada en Filosofía. Cuenta con más de diez obras estrenadas en salas de Madrid, Barcelona, Buenos Aires y Montevideo, entre ellas: Cuarta Pared, Teatro Fernán Gómez, Sala Beckett, Teatro San Martín, Teatro Solís y el teatro María Guerrero (Centro Dramático Nacional).

Ha obtenido diversos premios y reconocimientos, como el Premio Federico García Lorca 2005 por su primer texto, Terapia, y el Premio al Mejor Espectáculo en la 15ª Mostra de Teatre de Barcelona 2010 por La muerte es lo de menos. 

Su obra La Realidad fue finalista al Premio Max Revelación 2013 y mereció dos candidaturas a los Premios Max 2014: mejor autoría y mejor actriz (Fernanda Orazi).

En 2015 volvió a ser candidata a mejor autora por Carne viva, escogida mejor obra del circuito off 2014 según el diario El Mundo. Con una excelente acogida del público y de la crítica especializada, el espectáculo, estrenado en mayo de 2014, permaneció en cartel con todas las localidades vendidas durante casi tres años. 

Entre sus últimos estrenos (2015-2016): El más querido (Una catástrofe navideña) en los teatros Luchana; Ternura negra en la Sala Mirador y Los dramáticos orígenes de las galaxias espirales en el Centro Dramático Nacional, con una acogida excelente.

El 16 de octubre de 2017, se estrenó en el Teatro Español su nueva obra, Un tercer lugar, escrita y dirigida por ella.
Con esta obra, Denise Despeyroux formó parte de los doce nominados al XII Premio Valle-Inclán en 2018.

Con esta obra fue candidata asimismo al Premio Max 2018 a la Mejor Autoría Teatral.