Первым международным турниром в карьере Денисова стал чемпионат Европы 2012. На этом турнире сборная России не смогла выйти из группы, проиграв решающий матч сборной Греции 0:1. Игорь принял участие во всех трех матчах сборной на Евро, однако результативными действиями отметиться не сумел.