Начальное образование получил в семинарии Св. Иосифа в [[Труа-Ривьер]]. Затем продолжил обучение в колледже. После этого окончил кинематографическое отделение [[Университет Квебека в Монреале|Университета Квебека в Монреале]].
В начале своей карьеры он выиграл молодёжный киноконкурс «Радио-Канада» в 1990—1991 годах. Трижды завоёвывал высшую национальную кинопремию Канады «[[Джини (кинопремия)|Джини]]» за лучшую режиссуру: «[[Водоворот (фильм, 2001)|Водоворот]]» (2001), «[[Политех (фильм)|Политех]]» (2010)<ref>{{cite web|url=http://www.thestar.com/entertainment/movies/article/794276--polytechnique-sweeps-genie-awards?bn=1|title=Polytechnique sweeps Genie Awards|author=Peter Howell|date=12.04.2010|work=|publisher=[[Toronto Star]]|accessdate=2012-02-10|lang=en|archiveurl=httphttps://www.webcitation.org/6AbttXiNM?url=http://www.thestar.com/entertainment/movies/article/794276--polytechnique-sweeps-genie-awards?bn=1|archivedate=2012-09-12}}]</ref> и «[[Пожары (фильм)|Пожары]]» (2011)<ref>{{cite web |url =http://www.theglobeandmail.com/news/arts/awards/villeneuves-incendies-wins-eight-genies-including-best-picture/article1937826/ |title =Villeneuve’s Incendies wins eight Genies, including best picture |author =Gayle Macdonald |date =10.03.2011 |work = |publisher =[[The Globe and Mail]] |accessdate = 2012-02-10 |lang = en }}</ref>. В 2010 году его фильм «Пожары» представлял Канаду на 83-й церемонии вручения наград Оскар в категории «[[Премия «Оскар» за лучший фильм на иностранном языке|Лучший фильм на иностранном языке]]». В январе 2011 году Дени Вильнёв был включён в список 10 самых многообещающих молодых режиссёров по мнению еженедельника [[ Variety]]<ref>{{cite news | url=http://www.cbc.ca/arts/film/story/2011/01/03/variety-canadian-directors-to-watch.html | work=CBC News | title=Variety taps Canadians among directors to watch | date=January 3, 2011 | archiveurl=httphttps://web.archive.org/web/20110105121312/http://www.cbc.ca/arts/film/story/2011/01/03/variety-canadian-directors-to-watch.html | archivedate=January 5, 2011-01-05 | deadlink=404 }}</ref>.
