Отличился в ходе Русско-шведской войны 1788—1790 годов. В 1788—1789 годах успешно командовал линейным кораблем «Святой Пётр». Храбро и умело сражался на нём в ходе Гогландского сражения (1788). За отличие в этой битве был награждён орденом Святого Георгия 4-го класса (1788). Награждён флагманским чином капитана бригадирского ранга (14 апреля 1789). С весны 1790 года успешно командовал отрядом гребных фрегатов Балтийского флота в Кронштадте. Отлично и храбро командовал этим отрядом в ходе Красногорского сражения (22—23 мая 1790) со шведским флотом. В ходе сражения отразил нападение шведской гребной флотилии, успевая также поддерживать огнём корабли русского линейного флота, закрывал манёврами своих фрегатов бреши в русской линии. 29 мая 1790 года награжден орденом Св. Владимира III степени. Отличился во главе своей флотилии и в Выборгском сражении (июнь 1790). Денисон скончался 22 июня 1790 от ран, полученных в ходе сражения со шведским гребным флотом при его прорыве из Выборга.