Zu Beginn seiner Karriere widmete sich Dennis vor allem dem Bahnradsport. Er wurde 2006 australischer Meister im Einzelzeitfahren der Jugendklasse. Im folgenden Jahr wurde er nationaler Junioren-Bahnradmeister in der Mannschaftsverfolgung. Auf der Straße gewann er den Prolog bei den "Casut-Cimolais 3" Giorni in Friuli. In der Saison 2008 wurde Dennis australischer Junioren-Bahnradmeister in der Einerverfolgung und im Punktefahren. Bei der Bahnrad-Weltmeisterschaft der Junioren gewann er die Silbermedaille in der Einer- und Gold in der Mannschaftsverfolgung. Außerdem war er beim Weltcup in Melbourne in der Mannschaftsverfolgung erfolgreich. Auf der Straße gewann er eine Etappe bei der "Tour of the Murray River". 2010 und 2011 wurde Rohan Dennis Weltmeister in der Mannschaftsverfolgung.