Denis Matrosov urodził się 10 grudnia w Moskwie w 1972 roku. Ojciec i matka Denisa otrzymali wyższe wykształcenie techniczne. Gdy chłopiec miał 11 lat, stracił ojca. S. Matrosov zmarła z powodu błędu medycznego. Matka zajmowała się wychowywaniem dwojga dzieci (Denis i jego siostra Olesya). Nigdy więcej nie wyszła za mąż.
Twórcza biografia Denisa Matrosova rozpoczęła się w wieku 17 lat. W 1989 roku powierzono mu prowadzenie programu telewizyjnego dla dzieci „Zwiedzanie bajki”. W kadrze młody człowiek zachowywał się pewnie. Producenci od razu docenili jego kompetentne wystąpienie i ciekawy sposób prezentacji materiału. Program cieszył się dużym zainteresowaniem młodych widzów.
Wkrótce Matrosov został studentem Moskiewskiej Szkoły Teatralnej. W 1991 roku ukończył uniwersytet. A gdy przyszedł czas na służbę wojskową, dostał pracę w stołecznym Teatrze Armii Rosyjskiej. Nieco później przeniósł się do nich teatr. Majakowski. Denis również dużo pracował w telewizji i radiu i zaczął grać w filmach. Denis Matrosov zadebiutował w 1990 roku w dramacie Made in the ZSRR. Stopniowo artysta zaczął otrzymywać bardziej znaczące role. Aktorowi sprowadzono serie „Dwa losy”, „Ludzie i cienie”, „Daj mi życie”, „Carmelita”. Ogólnorosyjska sława i miłość publiczności.
Denis zbudował swój pierwszy poważny związek z moskiewską aktorką teatralną Ludmiłą Tatarową. Po 2-3 miesiącach od dnia znajomości para zaczęła mieszkać pod jednym dachem. Luda i Denis nie byli oficjalnie małżeństwem, ale mają wspólne dzieci - bliźniaki Yurę i Vova. Para rozpadła się i Denis nie widział swoich synów od ponad 10 lat.
W lutym 2012 roku Ludmiła pojawiła się w studiu programu Let Them Talk. Tatarova jest zmęczona milczeniem i ukrywaniem powodu rozwodu z Matrosowem. Nie rozpoznał swoich synów, chociaż teraz chłopcy są zewnętrznymi kopiami ich słynnego ojca. Pomimo braku ojca Yura i Vova dorastali w pełnej rodzinie. Ich wychowaniem zajął się ojczym Siergiej Dzhigurdra (starszy brat Nikity Dzhigurdy).
Nowa miłość w życiu Denisa Matrosowa pojawiła się na planie serialu „Dwa losy”. Aktorka Maria Kulikova podbiła jego serce. Zrobił wszystko, aby wzbudzić w niej wzajemne uczucia. Wkrótce para wyszła za mąż. W sierpniu 2011 roku Masza dała mężowi syna Iwana. Niestety szczęśliwe życie rodzinne szybko się skończyło. W styczniu 2015 roku aktorska para oficjalnie rozwiodła się.
Później Denis rozpoczął romans z aktorką Olgą Goloviną. Pod koniec 2015 roku rosyjskie media podały, że para spodziewa się uzupełnienia i ta informacja okazała się prawdziwa. Wybrany aktor urodził syna Fedora.