Воспитанник ярославского «Локомотива» дважды выигрывал Кубок Харламова в составе молодежной команды «железнодорожников». В КХЛ он дебютировал еще в 17-летнем возрасте весной 2018 года в ходе серии плей-офф против СКА.
Спустя три месяца на драфте НХЛ его выбрала «Флорида Пантерз». В следующем сезоне Денисенко стал твердым игроком основы ярославцев. На МЧМ-2019 в Ванкувере выиграл бронзу и стал лучшим бомбардиром турнира. Год спустя в Чехии он был капитаном нашей сборной и завоевал серебро. В итоге россиянин подписал трехлетний контракт новичка с «Флоридой».
— У Денисенко выдался непросто последний сезон в Ярославле, — объяснил экс-главный тренер «Локомотива» Майк Пелино. — Он был очень нестабилен, поскольку часто вызывался в молодежную сборную, ездил на чемпионат мира и не имел достаточно времени, чтобы тренироваться в клубе и должным образом прибавить. Поэтому пока его потенциал раскрыт не до конца, и, возможно, ему еще рано ехать в Северную Америку, но, если во «Флориде» всерьез рассчитывают на Григория, то могут дать ему время адаптироваться за счет игры в фарм-клубе. У меня никогда не было вопросов к Денисенко в плане отношения к делу и трудолюбия. Поэтому уверен, со временем он имеет очень хорошие шансы закрепиться в НХЛ, поскольку обладает необходимым талантом и профессионализмом.