2013. aastal sõlmis ta lepingu Manchester Cityga. Klubi põhikoosseisu ta ei jõudnud, mängides aastatel 2014–2018 laenul teistes klubides. Profidebüüdi tegi ta 2014. aastal Šotimaa kõrgliigaklubis Celtic. Ta lõi hooajal 2014–15 Šotimaa kõrgliigas viis väravat ja tuli klubiga Šotimaa meistriks. Samal hooajal valiti ta liiga hooaja sümboolsesse koosseisu ja liiga hooaja parimaks noormängijaks. Järgmisel hooajal mängis ta laenul Türgi kõrgliigaklubis Galatasaray. Hooajal 2016–2017 mängis ta laenul Inglismaa kõrgliigaklubis Sunderland. Järgmisel hooajal naasis ta laenule Galatasaraysse, tulles sel hooajal klubiga Türgi meistriks.
2018. aasta augustis sõlmis Denayer nelja-aastase lepingu Prantsusmaa kõrgliigaklubiga Lyoni Olympique.
Hooajal 2022/23 mängis ta Araabia Ühendemiraatide klubis Shabab Al Ahli.
2023. aasta juulis sõlmis ta kaheaastase lepingu Al Fatehiga.
Koondisekarjäär
Belgia jalgpallikoondises tegi Denayer debüüdi 31. märtsil 2015 EM-i valikmängus Iisraeli vastu. Koondisekarjääri esimese värava lõi ta 5. septembril 2020 UEFA Rahvuste Liiga mängus Taani vastu.
