Carriera Club La carriera di Denis Zemčënok inizia nel settore giovanile dell', dove gioca per otto annate, nel corso delle quali il club cambia denominazione in . Viene promosso in prima squadra, debuttando così in Superliga, nella stagione 2004-05, al termine della quale il suo club retrocede: resta legato al club di San Pietroburgo, nel frattempo ritornato a chiamarsi e dal 2008 , anche in serie cadetta, dove il club finisce per retrocedere ancora fino alla Vysšaja Liga B, dove resta per due annate, prima di riapprodare in Vysšaja Liga A nel 2009, per poi ottenere una nuova promozione due anni dopo.
Torna così a calcare i campi della Superliga, ma con un altro club, la , dove approda nel campionato 2011-12 e resta per tre annate. Nella stagione 2014-15 viene ingaggiato dalla dove rimane due anni prima di passare, nel campionato 2016-17, allo , con cui si aggiudica la Supercoppa russa, la Coppa di Russia, la Champions League e lo scudetto.
Per il campionato 2017-18 si accasa alla , sempre in Superliga, mentre in quello seguente viene ingaggiato dal , con cui si aggiudica la Challenge Cup 2018-19, competizione di cui viene premiato MVP.
Nella stagione 2019-20 torna al club di Kazan', con cui si aggiudica la Coppa di Russia 2019 e la Supercoppa russa 2020.
Nazionale Nel 2014 ottiene le prime convocazioni nella nazionale russa, facendo il proprio debutto alla World League 2014; in seguito, vince la medaglia d'oro alla Volleyball Nations League 2019.
Palmarès Club
2016-17
2016, 2019
2016, 2020
2016-17
2018-19
Nazionale (competizioni minori) Memorial Hubert Wagner 2014
Premi individuali 2019 - Challenge Cup: MVP
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