Когда казаки были вытребованы с Дона в армию Румянцева, действовавшего против турок, Денисов добровольно отправился туда и вскоре был выбран казаками в есаулы. В первом же сражении при Ларге он оправдал этот выбор. Врубившись в турецкую конницу, Денисов зарубил 7 турок, о чём свидетелями этого подвига было донесено фельдмаршалу, который обратил внимание на лихого казака, начал давать ему ответственные поручения и, убедившись, что Денисов оправдывает его надежды, дал ему ряд наград в короткое время: 5 сентября 1770 года он был произведён в старшины, в 1773 году — в премьер-майоры, в 1774 году — в подполковники и полковники; кроме того, получил золотую медаль с портретом императрицы Екатерины II и с надписью о его подвигах.