Денис Парамонов родился 17 мая 1995 года в Москве. Родственники и друзья единодушно отмечали способности мальчика к актерскому делу, проявившиеся уже в раннем детстве. В шестилетнем возрасте Денис под руку с родителями пришел в студию «Маленькая луна», состоящую под руководством актера и режиссера Сергея Проханова. Позднее мальчик занимался в детской театральной студии актрисы Ирины Вячеславовны Феофановой.
Кинематографический дебют Парамонова состоялся в 2006 году, когда актеру исполнилось одиннадцать лет. Денис впервые работал перед камерами на съемах сериала Дмитрия и Марины Брусникиных «Закон и порядок: Отдел оперативных расследований» (эпизод «Соломоново решение»). Следом Денис исполнил роль Павлика Логинова в детективе режиссеров Давида Кеосаяна, Дмитрия Дьяченко и Олега Штрома «Любовь на острие ножа» (2007). Настоящий триумф юный Парамонов смог отпраздновать в 2008 году, после выхода комедии «Любовь-морковь 2», принесшей ему широкую известность. Подросток слаженно сработал в тандеме с юной Алиной Булынко, исполнявший роль его сестры Светы. Фальшивый и лицемерный мир взрослых противопоставлен живому и непосредственному миру детей: рассудительный и смелый Глеб, застенчивая и женственная Светочка превратились в вундеркиндов, которые по своей житейской мудрости оставили далеко позади всех одноклассников, да и учителей. Именно благодаря великолепному перевоплощению маленьких артистов, их юмору и таланту, фильм полюбился миллионам зрителей и снискал одобрение строгих критиков.
Позднее Денис Парамонов снялся в военной драме Виталия Воробьева «Буду помнить» (2010), сыграв главного героя – мальчика по имени Миля. Картина совсем не похожа на голливудские фильмы о войне: здесь нет роскошных супергероев, убивающих одним выстрелом дюжину врагов. Тем не менее трогательная и честная лента одержала победу в номинации «Лучший игровой фильм 2011 года» на Международном кинофестивале в американском городе Фарго. В другой драме о войне – «Радуга» режиссера Виктора Чепрасова (2009) – Денис сыграл еврейского подростка Арона Хаскина. В следующем 2010 году актер предстал в образе Эдика, сына Алины, в сериале «Кремлевские курсанты». Сериал является продолжением успешного телепроекта «Кадетство», полюбившегося многим зрителем. В том же году Дениса пригласили на съемки в картине Александра Мохова «Учитель в законе. Продолжение», где он сыграл мальчика Ваню. Критики и зрители единодушно признали в юном актере мощный потенциал и редкое дарование.
Одновременно с работой в кино Денис успевает сниматься в рекламе. Так, он принял участие в создании ролика о жевательной резинке «Малабар».
На сегодняшний день восемнадцатилетний Денис Парамонов учится в Московском театральном колледже под руководством Олега Павловича Табакова. Он появляется на сцене Театра Луны в спектаклях «Рококо» и «Оскар и розовая дама».
