A sus 23 años, Denayer se formó en el Lierse (1ª división belga) y cuenta con ocho partidos con la selección de Bélgica, participando en la Eurocopa-2016, pero no en el Mundial-2018.
El jugador, de origen congoleño, se comprometió en 2013 con el Manchester City para su primer contrato profesional
Denayer se marchó cedido al Celtic Glasgow en la temporada 2014-2015, luego al Galatasaray (2015-2016), Sunderland (2016-2017) y de nuevo al Galatasaray con quien fue campeón de Turquía.