Vainqueur en 2005 des Championnats d'Europe juniors, elle remporte la médaille d'argent des Championnats du monde juniors 2006 derrière la Néerlandaise Melissa Boekelman. Son premier podium en catégorie senior est obtenu en début de saison 2009 à l'occasion des Championnats d'Europe en salle de Turin où elle se classe deuxième du concours du lancer du poids derrière sa compatriote Petra Lammert. Lors de cette même saison, dans laquelle elle améliore ses records personnels en salle et en plein air, Denise Hinrichs devient championne d'Europe espoir à Kaunas, en atteignant la marque de 19,18 m.