Bei den Europameisterschaften 2013 in Budapest bezwang Denissow im Halbfinale den Deutschen Marc Odenthal, im Finale gewann er gegen Warlam Liparteliani. Vier Monate später bei den Weltmeisterschaften 2013 in Rio de Janeiro unterlag er im Halbfinale gegen den Georgier, erkämpfte aber eine Bronzemedaille gegen den Ungarn Krisztián Tóth. 2014 fanden die Weltmeisterschaften in Tscheljabinsk statt. Vor heimischem Publikum verlor er im Viertelfinale gegen den Usbeken Sherali Juraev. Nachdem er in der Hoffnungsrunde gegen den Niederländer Guillaume Elmont gewonnen hatte, verlor er den Kampf um Bronze gegen den zweiten Russen Kirill Woprosow. 2015 trat er bei den im Rahmen der Europaspiele in Baku ausgetragenen Europameisterschaften an. Im Viertelfinale besiegte er Ilias Iliadis, im Halbfinale Krisztián Tóth und im Finale Warlam Liparteliani. Bei den Weltmeisterschaften 2015 in Astana schlug er Toth im Viertelfinale, im Halbfinale bezwang er den Georgier Beka Ghwiniaschwili. Nach seiner Finalniederlage gegen den Südkoreaner Gwak Dong-han erhielt er zum zweiten Mal nach 2009 eine Weltmeisterschafts-Silbermedaille. Bei den Olympischen Spielen in Rio de Janeiro unterlag er in seinem ersten Kampf Mammadali Mehdiyev aus Aserbaidschan.