Nació en Downers Grove, un suburbio de Chicago en el estado de Illinois en 1971, de padre galés y madre croata. Más tarde se mudó a California y se graduó en El Camino High School en Oceanside, California.

Es conocida por su aparición como chica Bond en El mundo nunca es suficiente (1999), y por sus apariciones en películas como Juegos Salvajes (1998), Starship Troopers (1997), y Un San Valentín de muerte (2001) junto con David Boreanaz y Katherine Heigl.  

Además de su trabajo en cine Richards ha hecho apariciones regulares en la comedia de situación Spin City y, en 1993, a la edad de 21 años, hizo el papel de una chica de quince que distrae a George Costanza con su escote en un episodio de Seinfeld.  

En diciembre de 2004 posó desnuda para la revista Playboy. Fue nombrada la Mamá Más Sexy de 2005 por la revista rosa norteamericana In Touch.

Richards se casó con el actor Charlie Sheen en 2002, pero pidieron el divorcio en marzo de 2005. La pareja tiene dos hijas: Sam Katherine, que nació el 9 de marzo de 2004 y Lola Rose, que nació el 1 de junio de 2005.

Sin embargo, ambos protagonizaron una tumultuosa separación en la que no faltaron las acusaciones de malos tratos. Posteriormente, Richards mantuvo otra relación con Richie Sambora, guitarrista de Bon Jovi.

En setiembre del 2007, Richards solicitó a la corte que no le permita a Sheen pasar la noche con las niñas, mientras Sheen se quejó de que su ex pareja interfería en su relación con sus hijas.  

En febrero de este año, se informó que Denise Richards protagonizará el próximo programa con este formato en el canal norteamericano E!.

"El proyecto, aún sin nombre estará enfocado en cómo afronta una madre un proceso de divorcio. En este caso, los progenitores en trámites de separación son dos estrellas internacionales, los actores Denise Richards y Charlie Sheen.

El núcleo de la serie es una madre fuerte que trata de enderezar su vida", declaró la productora ejecutiva del 'reality', Lisa Berger, a la revista norteamericana 'Variety'.

Eliot Golberg, otro de los productores del proyecto, mantuvo conversaciones con Richards para que el programa se desarrolle "bastante tiempo".