Денис Иванович родился 14 апреля 1745г. в Москве в богатой дворянской семье. Получил прекрасное домашнее образование.

В 1755 — 1760 учился в гимназии при Московском университете, затем в течение года — на философском факультете университета. В студенческие годы начал печататься в московских журналах, сделал свой первый перевод "Басни нравоучительные" датского просветителя Л. Хольберга, приступил к переводу трагедии Вольтера "Альзира" (с 1762).

В 1762 Фонвизин переехал в Петербург и занял место переводчика в Коллегии иностранных дел. В 1763 — 1769 служил секретарем кабинет-министра И. Елагина, ведавшего разбором челобитных на высочайшее имя, а с 1766 — и императорскими театрами.

В эти же годы Фонвизин сблизился с кружком молодых офицеров-вольнодумцев, под их влиянием создал сатирическое произведение "Послание к слугам моим..." (1769).

Интерес к театру выразился в работе над оригинальной русской сатирической комедией (до этого перекладывал иностранные комедии "на русские нравы"). "Бригадир", написанный в 1766 — 1769 и поставленный в 1770, был опубликован только в 1792 — 1795. Н. Новиков сказал об этой комедии: "...сочинена она точно в наших нравах".

В 1769 Фонвизин стал секретарем руководителя Коллегии иностранных дел — Н. Панина, воспитателя наследника престола. Их сближали оппозиционное отношение к правительству Екатерины II и убежденность, что России нужны "фундаментальные законы".

В 1777 — 1778 он совершил поездку за границу, во Францию и Германию, о чем позже написал в "Записках первого путешественника", сыгравших важнейшую роль в становлении русской прозы.

В обстановке реакции, наступившей после подавления Пугачевского бунта, Фонвизин создал самое значительное свое произведение — комедию "Недоросль" (1781). В ней прямо указан корень всех бед России — крепостное право и общественное невежество, которые, по мнению Фонвизина, могут быть преодолены реформами в духе Просвещения.

В марте 1782, после отстранения Панина от дел, Фонвизин подал в отставку, решив полностью отдаться литературному творчеству. В 1783 он опубликовал ряд сатирических сочинений: "Опыт российского сословника", "Челобитная Российской Минерве от российских писателей", "Повествование мнимого глухого и немого".

В 1784 — 1785 Фонвизин побывал в Германии и Италии, анонимно издал на французском языке "Жизнь графа Никиты Ивановича Панина", нарисовав образ идеального просвещенного вельможи.

В дальнейшем Фонвизину не позволено было выступать в печати; пятитомное собрание его сочинений не было издано. Его статьи распространялись только в списках.

Последние годы жизни писатель был тяжело болен, но литературных занятий не оставил: начал автобиографическую повесть "Чистосердечное признание в делах моих и помышлениях" (не была закончена, но и в незаконченном виде являет собой замечательный образец русской прозы).

12 декабря 1792 Фонвизин скончался в Петербурге. Похоронен в Александро-Невской лавре.