Denis Olivennes a vu le jour le 18 octobre 1960 à
Paris. Denis Olivennes est le fils du poète Armand Olivennes, et le neuveu du psychanalyste et médecin spécialisé en
toxicomanie Claude Olievenstein. Denis Olivennes sera un élève brillant. Il suit des études à l'École normale supérieure de Saint-Cloud où il deviendra agrégé de lettres modernes. Par la suite, Denis Olivennes intègre l'
ENA. Denis Olivennes sera diplômé dans la promotion
Michel de Montaigne de l'ENA. A sa sortie de l'ENA, Denis Olivennes se dirige naturellement vers un poste de haut fonctionnaire. Il devient ainsi auditeur à Cour des Comptes. Après ce passage à la
Cour des Comptes, Denis Olivennes sera appelé pour des fonctions au sein du gouvernement. En 1992, Denis Olivennes devient alors conseiller du ministre de l'économie et des finances Pierre Bérégovoy. Lorsque Pierre Bérégovoy devient Premier Ministre de la
France, Denis Olivennes le suit à l'
Hôtel Matignon. En 1993, la carrière de Denis Olivennes prend la voie de la direction d'entreprise. Denis Olivennes rejoint alors la direction du groupe
Air France.