Профессиональную карьеру начал в подмосковном клубе «Спарта и Ко», где был одним из лидеров. Следующими клубами Дениса были «Нижний Новгород» (2013) и московское «Динамо» (2013–2015).

В составе столичного клуба стал бронзовым призёром Суперлиги (2015) и был признан «Лучшим атакующим защитником» чемпионата. В этом же сезоне вместе с командой дошёл до финала Кубка России и по итогам турнира получил приз «Лучшего разыгрывающего «Финала четырёх».

После Москвы Денис перебрался в красноярский «Енисей», а оттуда — в краснодарский «Локомотив-Кубань».

На пути к национальной сборной России Денис прошел все промежуточные «этапы». Выступал за кадетскую сборную России U16 на чемпионате Европы (2009) и за молодёжную сборную России U20 на чемпионатах Европы (2012 и 2013). В составе студенческой сборной России защитник выиграл бронзу Универсиады-2015 в Кванджу. Спустя два года Захаров помог резервной сборной завоевать золото на Спортивных играх БРИКС в Гуанчжоу. 

Сезон-2019/20 стал прорывным в карьере Дениса Захарова. В составе красноярского «Енисея» белгородец проводил свой третий сезон подряд и показал свою лучшую результативность в Единой лиге — 11,8 очка, 2,4 подбора и 2,1 передачи в среднем за 25 минут на паркете. Помимо удачного выступления за красноярский клуб в 2020 году Денис Захаров также дебютировал за сборную России в квалификации Евробаскета-2021.

Генеральный директор Александр Церковный:

- Денис заметно прибавил в прошедшем сезоне, в том числе здорово себя проявил в играх против «Зенита», чем заинтересовал наш тренерский штаб. Надеюсь, что он продолжит прогрессировать и добавит энергии и сбалансированности нашей задней линии.

Главный тренер Хави Паскуаль:

- Я очень рад тому, что Денис Захаров стал частью нашей команды. Мы считаем, что это очень хороший шаг в его карьере, и что в 27 лет он может и готов продолжить развитие своей игры. Верю, что он игрок не только настоящего времени, но и будущего. Рассчитываем на него на позициях «первого» и «второго» номеров и в скорости развития атаки, а также ждем агрессивной защиты. 

Защитник БК «Зенит» Денис Захаров:

- Переход в БК «Зенит» - это большой шаг вперед в моей карьере. Высокий уровень чемпионатов в Единой лиге и в Евролиге в сумме с высокими задачами, которые ставит перед собой клуб на сезон, несомненно, должны пойти мне на пользу. Я изначально был настроен на положительный исход и сразу принял решение в пользу клуба, поскольку любому игроку приятно знать, что в нём нуждаются в клубе Евролиги. У меня был «опыт» встреч с болельщиками сине-бело-голубых на матчах Единой лиги, очень впечатлила их поддержка. На матчах Евролиги, подозреваю, трибуны «гудят» еще больше. Очень надеюсь, что мы сможем лицезреть такую поддержку на протяжении всего сезона независимо от результата, а в ответ буду стараться максимально выкладываться на паркете.