Mit acht Jahren gewann Denise Biellmann in Belgien ihren ersten internationalen Wettkampf, mit elf Jahren wurde sie Schweizer Juniorenmeisterin. Mit 14 Jahren belegte sie bei ihrer ersten Europameisterschaft im Kürsegment den zweiten Platz. 1979 bis 1981 wurde Biellmann Schweizer Meisterin. Ihre erste internationale Medaille gewann sie mit Bronze bei der Europameisterschaft 1979 in Zagreb hinter Anett Pötzsch und Dagmar Lurz. Bei den Olympischen Spielen 1980 in Lake Placid wurde sie, obwohl sie die Kür gewonnen hatte, Vierte. 1981 wurde dann ihr erfolgreichstes Jahr. Erst wurde sie in Innsbruck Europameisterin und dann in Hartford Weltmeisterin vor Elaine Zayak und Claudia Kristofics-Binder.