С начала Отечественной войны 1812 года генерал-майор Денисьев был шефом Северского драгунского полка и командовал 19-й кавалерийской бригадой, сражался против австро-саксонского вспомогательного корпуса на Волыни, Могилёвской и Гродненской губерниях, отличился в сражении на Березине. В Заграничных походах 1813—1814 годов отличился в боях на Рейне и при Фер-Шампенуазе, был при взятии Парижа.