Considerado o mais festeiro dos diretores da Globo, Dennis Carvalho tem como marcas registradas a descontração e o bom humor. Dennis tinha apenas 11 anos de idade, quando fez o primeiro teste na TV Paulista, para participar da novela Oliver Twist. Em 1964, ingressou na TV Tupi e participou de inúmeros teleteatros. Em seguida, foi contratado pela Globo, onde está até hoje.
Como ator, estreou em 1975 e trabalhou em 19 produções, entre elas O Meu Pé de Laranja Lima, Ídolo de Pano, Pecado Capital, O Casarão, Brilhante, Brega e Chique e Vale Tudo, entre outras.
Começou a dirigir telenovelas e séries a partir de Sem Lenço, Sem Documento, de 1977. Entre seus trabalhos atrás das câmeras, destacam-se novelas de impacto como Eu Prometo, Corpo a Corpo, Roda de Fogo, Vale Tudo, Fera Ferida e Celebridade, além das minisséries Quem Ama Não Mata, Parabéns Pra você, Anos Rebeldes, Labirinto e JK e dos seriados Malu Mulher, Amizade Colorida e A Justiceira. Também foi um dos diretores do Sai de Baixo, e foi o responsável pela condução da recente Paraíso Tropical, escrita por Gilberto Braga (seu parceiro habitual) e Ricardo Linhares.
Dennis também comprovou seu talento, ao trabalhar com dublagem, sendo a voz de Race Bannon de Jonny Quest; Cabo Rusty, em Rin Tin Tin; Capitão Kirk, em Jornada nas Estrelas, e Jerry, em O Túnel do Tempo.
Já foi casado com a atriz Bete Mendes, a psicóloga Maria Tereza Schimdt e as atrizes Christiane Torloni, Monique Alves, Ângela Figueiredo e Tássia Camargo. É pai de Leonardo, de 24 anos, seu filho com Christiane; Tainá (22), filha de Monique, e Luiza (11), fruto da união com Deborah Evelyn, que pôs fim à longa lista de separações de Dennis. Com a ajuda dela, superou conflitos mais sérios, como a morte do filho Guilherme, gêmeo de Leonardo, há 16 anos, e as drogas.