Denis Golubev lõpetas Gnesinite nim Venemaa muusikaakadeemia oboe klassis. Alates 2005.aastast oli Moskva teatri Novaja opera solist (oboe, inglisarv). Praegu on Tšaikovski nim Moskva konservatooriumi aspirantuuris (muusikaajaloo kateeder).

Alates 1995 tegeleb autentse muusika interpreteerimise uurimisega. Osales Alfredo Bernardini meistriklassides (barokk ja klassikaline oboe). Esineb solisti ja kontserdikavade koostajana ansamblis Barokksolistid (asutatud 1990). Alates 2000 tegeleb Venemaa ja Euroopa kultuuriliste mõjutuste ajaloo uurimisega 18. sajandist kuni 20. sajandi alguseni.

Teeb koostööd Itaalia kultuuriinstituudiga Moskvas, kelle toetusel sai teoks mitmeaastane projekt „Itaalia ja Venemaa sajandite vältel“ – kontserditsükkel, kus esitati Venemaal töötanud Itaalia heliloojate teoseid, tuues esile nende mõju paljude Vene heliloojate loomingule. Projekti raames kõlas esmakordselt pärast mitut sajandit teenimata unarussejätmist enam kui 40 muusikalist teost, mis olid avastatud Venemaa ja Itaalia arhiivides Denis Golubevi poolt. Viimastel aastatel on sellele lisandunud ka Venemaal elanud saksa heliloojate ja Venemaa sakslastest muusikute loomingu uurimine, esitamine ja salvestamine.

Denis Golubev on esinenud mitme kontsertkavaga ka mitmel pool Eestis, viimastest võib nimetada kontserti Jaani kirikus Haapsalus Tšaikovski festivali raames ja Lossimuusika kontserti Kadrioru kunstimuuseumis (2017), Eesti Kontserti kontserdisarja „Helisevad šedöövrid“ (2016) jt.

Denis Golubev on Moskvas alates 2015 igaastaselt toimuva eesti muusikale keskendunud festivali “Peegel peeglis” kunstiline juht.