Mieńszow podpisał dwuletni kontrakt z holenderską ekipą i został jej liderem. Początek sezonu nie zapowiadał się kolorowo – zajął 3. miejsce w Tour de Romandie, a podczas Tour de France nie mógł podjąć walki z powodu przeziębienia. Jesień okazała się dla niego o wiele bardziej owocna – w hiszpańskiej Vuelcie wygrał dwie czasówki, co pozwoliło mu na zdobycie prowadzenia w wyścigu. Zdołał je utrzymać do 15. etapu, kiedy to w górach zgubił go Roberto Heras. W końcowej klasyfikacji Rosjanin zajął 2. miejsce, wygrywając klasyfikację kombinowaną. Jednak już w październiku 2005 roku okazało się, że Heras stosował niedozwolone środki podczas 20. etapu (czasówki). Wykryta w jego organizmie erytropoetyna (w skrócie EPO) stała się podstawą do dyskwalifikacji HiszpanaHeras banned for two years. W ten sposób Dienis Mieńszow został zwycięzcą Grand Touru.
W 2006 roku przygotowywał się do Tour de France. Podczas wyścigu wygrał 11. etap, wyprzedzając na górskim sprincie Leviego Leipheimera i Floyda Landisa. W trzecim tygodniu nie był jednak w stanie utrzymać tak wysokiej dyspozycji i spadł w generalce z 3. na 6. miejsce. W końcowej klasyfikacji uplasował się na 5. miejscu.