Denis Villeneuve syntyi 3. lokakuuta 1967 Trois-Rivièresissä Quebecissä. Hänen pikkuveljestään Martinista tuli myös elokuvaohjaaja. Villeneuve opiskeli aluksi luonnontieteitä mutta vaihtoi elokuvaopintoihin Université du Québec à Montréalissa.[1]
Villeneuve ohjasi vuonna 1988 dokumenttielokuvan La Course Destination Monde. Hän voitti Radio-Canadan järjestämän nuortenelokuvakilpailun ja sai palkinnoksi rahoitusta kansalliselta elokuvasäätiöltä. Seuraavina vuosina hän ohjasi useita lyhytelokuvia, kuten jakson Le Technetium elokuvaan Cosmos.[1]
Villeneuven ensimmäinen pitkä elokuva oli draamaelokuva Un 32 août sur terre (1998), jonka hän ohjasi ja käsikirjoitti. Villeneuven läpimurto tapahtui elokuvalla Maelström (2000), joka voitti useita palkintoja. Hänen seuraava pitkä elokuvansa käsikirjoittaja-ohjaajana oli Polytechnique (2009), joka kertoi vuonna 1989 tapahtuneesta koulusurmasta. Jännitysdraama Incendies (2010) oli niin ikään kriittinen ja kaupallinen menestys ja toi Villeneuvelle jälleen useita palkintoja.[1]
Jännityselokuva Vangitut (2013) oli Villeneuven ensimmäinen englanninkielinen elokuva, ja se sai muun muassa Oscar-ehdokkuuden parhaasta kuvauksesta. Psykologinen trilleri Enemy (2013) toi Villeneuvelle jälleen useita kanadalaisia palkintoja parhaasta ohjauksesta ja elokuvasta. Sicario (2015) on rikosdraama, joka nousi maailmanlaajuiseksi menestyselokuvaksi ja sai muun muassa kolme Oscar-ehdokkuutta ja kultainen palmu -ehdokkuuden Cannesissa.[1]
Arrival (2016) on tieteiselokuva, joka saavutti yli 200 miljoonan dollarin lipunmyyntitulot ja kiitosta elokuvakriitikoilta. Se sai useita Oscar-ehdokkuuksia, joista yksi Villeneuvelle parhaasta ohjauksesta. Arrivalin jälkeen Villeneuve ohjasi tieteiselokuvat Blade Runner 2049 (2017), Dyyni (2021) ja Dyyni: Osa kaksi (2023).[1]
Villeneuve on ollut kahdesti naimisissa. Hänellä on kolme lasta ensimmäisestä avioliitostaan.[1]
