Denis Bratko rođen je 1966. godine u Zagrebu. Osnovnu i srednju školu pohađao je u Varaždinu. Studij psihologije je upisao 1986. godine na Odsjeku za psihologiju Filozofskog fakulteta u Zagrebu, gdje je i diplomirao 1990. godine završnim radom pod naslovom Utjecaj zahtjevnih karakteristika eksperimentalne procedure na procjenu pojma "agresivnost". Iste godine je na Odsjeku za psihologiju upisao poslijediplomski studij za znanstveno usavršavanje. Magistarski rad pod naslovom Bihevioralno-genetička analiza verbalnih i spacijalnih sposobnosti: studija blizanaca obranio je 1993. godine, a doktorski rad pod naslovom Genetski i okolinski doprinos individualnim razlikama u ličnosti: longitudinalno istraživanje blizanaca obranio je 1997. godine.
Po završetku diplomskog studija Denis Bratko se zaposlio na Odsjeku za psihologiju Filozofskog fakulteta gdje i danas radi. U zvanje znanstvenog asistenta izabran je 1994., u zvanje višeg asistenta 1998., u zvanje docenta 1999., u zvanje izvanrednog profesora 2004., u zvanje redovitog profesora 2009. godine, a u zvanje redovitog profesora u trajnom zvanju 2014. godine. Tijekom navedenog razdoblja proveo je veći broj istraživanja, sudjelovao u različitim znanstvenim i nastavnim aktivnostima te obnašao više različitih funkcija u znanstvenim, stručnim i upravnim tijelima.
Denis Bratko sudjelovao je kao polaznik u dvije ljetne škole: Ljetnoj psihologijskoj školi studenata i nastavnika Odsjeka za psihologiju koja je održana u Malom Lošinju 1989. godine, te Ljetnoj školi Europskog udruženja za psihologiju ličnosti (European Association of Personality Psychology) koja je održana u Brnu 1993. godine. Kao voditelj je sudjelovao u radu Ljetne psihologijske škole studenata i nastavnika Odsjeka za psihologiju koja je održana na Visu 1999. godine., a kao suvoditelj u radu Ljetne škole koja je održana 2010. godine u Motovunu. Sudjelovao je u organizaciji desetak znanstvenih konferencija te više simpozija na znanstvenim skupovima. Od 1998. do 2004. godine bio je član Upravnog odbora Europskog udruženja za psihologiju ličnosti. U jednom je mandatu bio koordinator Znanstvenog odbora za područje društveniih i humanističkih znanosti Hrvatske zaklade za znanost. Trenutno kao predsjednik sudjeluje u radu Matičnog odbora za polje psihologije.
Obnašao je ili obnaša i više administrativnih fukcija na fakultetu i sveučilištu. Od 2007. do 2009. bio je pročelnik Odsjeka za psihologiju Filozofskog fakulteta, a od 2009. do 2012. godine bio je prodekan za financije, odnosno prodekan za organizaciju i razvoj Filozofskog fakulteta. Šest je godina bio član Fakultetskog vijeća Filozofskog fakulteta, a u jednom je mandatu bio zamjenski član Vijeća područja te Senata Sveučilišta u Zagrebu. Također je bio član sveučilišnih Odbora za proračun, te Odbora za investicijsko planiranje i izgradnju.
Član je nekoliko strukovnih udruga: Hrvatskog psihološkog društva (HPD), Europskog udruženja za istraživanje adolescencije (European Association for Research on Adolescence - EARA), Europskog udruženja za psihologiju ličnosti (European Association for Personality Psychology - EAPP) te Udruženja za genetiku ponašanja (Behavioral Genetics Association - BGA).
U razdoblju od 2000. do 2005. godine bio je član uredništva časopisa European Journal of Personality. Pored toga, često je recenzirao radove u različitim međunarodnim i domaćim časopisima te u brojnim knjigama i zbornicima. Denis Bratko sudjelovao je kao voditelj ili suradnik u radu većeg broja znanstvenih projekata. Znanstvene radove je objavljivao u brojnim međunarodnim i domaćim časopisima, a priopćenjima je sudjelovao na brojnim znanstvenim skupovima. Njegovi radovi citirani su 1363 puta. Dobitnik je Državne nagrade za znanost za 2007. godinu, a 2015. godine ponovno je nominaran za istu nagradu od strane Filozofskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu.