Né en France en 1961 à Argenton-sur-Creuse, Denis Gravereaux a été formé au Conservatoire d’art dramatique d’Orléans (1978-1979),au Cours Jean-Louis Martin Barbaz (1980-1981) et à l’École du Théâtre national de Strasbourg (1981-1984).

En France, de 1984 à 1991, il a joué sous la direction de Robert Gironès, Éric da Silva de l'Emballage Théâtre, Bernard Sobel, Jean-Pierre Sarrazac, Pierre-Étienne Heymann, Matthias Jung et Damien Dodane, Daniel Mesguich, Pierre Barrat et Jacques Lasalle. Au Québec, il a surtout travaillé avec Wajdi Mouawad (Littoral, Willy Protagoras enfermé dans les toilettes), Jean-Marie Papapietro, (Abel et Béla, Quelques conseils utiles aux élèves huissiers et Le Château), Daniel Brière et Evelyne de la Chenelière (Au bout du fil et Bashir Lazhar), Brigitte Haentjens (Électre, Malina et Éden Cinéma), Denis Marleau (Othello, Le roi Lear). Pascal Contamine Martin Faucher, André Melançon, Denis Lavalou, Téo Spychalski, Jean-Pierre Ronfard, Claude Poissant, , Gregory Hlady et Élisabeth Albahaca ont aussi fait appel à lui. À l'automne 2012, il reprend son rôle d'Abou Salem dans l'Affiche de Philippe Ducros présenté dans le cadre des Francophonies de Limoges. En 2013, il joue « Furieux et désespérés» d'Olivier Kémeid au Théâtre d'Aujourd'hui (Montréal) ainsi que dans la reprise de«L'enclos de l'éléphant» à Espace Libre (Montréal) crée au festival Trans-Amérique en 2011

Depuis 2001, il a également participé au doublage de plus d'une centaine de films derrière les visages de Christopher Waltz (Django, Le frelon vert, Épic), John Malkovich (Transformer), James Caan, David Thewlis, Ciaran Hands, Ray Winstone, etc...