Denis Martinović rođen je 4. jula 1986. godine u Bijelom Polju. Završio je Srednju stručnu školu u Bijelom Polju, smjer turistički tehničar, a potom diplomirao psihologiju na Univerzitetu u Novom Pazaru. Akademsko usavršavanje nastavio je na Univerzitetu Crne Gore, gdje je stekao zvanje magistra sociologije.
Profesionalnu karijeru započeo je 2010. godine kao psiholog u JU Dnevni centar za djecu sa smetnjama u razvoju “Tisa”, a potom je više godina radio kao školski psiholog i profesor psihologije u Medresi “Mehmed Fatih” u Podgorici. Od 2018. godine posvećen je radu u Zavodu za zapošljavanje Crne Gore, gdje je obavljao funkciju samostalnog savjetnika za zapošljavanje lica sa invaliditetom, a od 2023. godine obavljao je dužnost načelnika Fonda za profesionalnu rehabilitaciju i zapošljavanje lica sa invaliditetom.
Pored institucionalnog angažmana, učestvovao je i kao stručni saradnik u emisiji “Moja profesija je...” na Radio televiziji Crne Gore, gdje je doprinosio kreiranju psiholoških profila za različita zanimanja.
Autor je knjige Istorijski spisi i dokumenta kao dokaz suživota u Crnoj Gori od 1912. – 1945. godine (NVU „Alef“, Podgorica, 2021), u kojoj se bavi analizom istorijskih izvora koji svjedoče o multietničkom i multikonfesionalnom skladu na prostoru Crne Gore u turbulentnom periodu prve polovine 20. vijeka.
Martinović je, takođe, autor brojnih naučnih i stručnih radova objavljenih u relevantnim časopisima i publikacijama u zemlji i regionu.
Na sjednici Vlade Crne Gore, održane 03. aprila 2025. godine, imenovan je za vršioca dužnosti generalnog direktora Direktorata za saradnju sa dijasporom u Ministarstvu dijaspore.