Будущий писатель был одним из восьми детей Ивана Андреевича Фонвизина — статского советника (с 1783 года), который в 1766 году стал надворным советником, членом Государственной Ревизион-коллегии. У отца с сыном были настолько близкие отношения, что впоследствии образ старшего Фонвизина появился на страницах самой известной пьесы Дениса Ивановича «Недоросль». Иван Андреевич стал прототипом любимейшего персонажа автора — Стародума.
Как и все его братья и сестры, начальное образование Денис Иванович получал на дому, а в возрасте десяти лет поступил в дворянское отделение университетской гимназии. Там он имел большие успехи и неоднократно получал грамоты и медали. Особенно хорошо юноше давалась латынь, по которой он слушал лекции лучших педагогов эпохи, а также немецкий язык.
Став старше, молодой человек в сопровождении брата Павла и директора своего университета поехал в Петербург, где был представлен выдающимся деятелям эпохи: куратору университета И. И. Шувалову, М. В. Ломоносову, А. П. Сумарокову и другим. Собственно, в том и заключалась цель этого путешествия. Тогда же Фонвизин впервые посетил театр и остался под большим впечатлением от спектакля «Генрих и Пернилл».
В 1761 году Фонвизина приняли в Московский университет, а уже через год он был переводчиком с чином поручика в Коллегии иностранных дел.
Помимо официальной деятельности по долгу службы, Фонвизин в свободное время занимался переводами художественной литературы для книгоиздателей. Его первая работа — адаптация для русского читателя немецких басен Хольберга. Затем последовали переводы политико-дидактического романа аббата Террасона «Геройская добродетель, или Жизнь Сифа, царя египетского», трагедии Вольтера «Альзира, или Американцы», «Метаморфоз» Овидия и других произведений.
Денис Иванович не только переводил чужие книги, но и начал писать свои истории, в которых отчетливо звучали сатирические нотки. Его ранние пьесы были вдохновлены проектами французских литераторов, по факту эти произведения Дениса Ивановича являлись либо переводами, либо переделками их работ. Первым серьезным трудом писателя стала комедия «Бригадир». Она была поставлена на сцене и произвела большое впечатление на самого Григория Потемкина.
Но самый большой творческий успех автора — социальная комедия «Недоросль», которая и стала родоначальником нового жанра в русском театре. Она писалась в период с 1779 по 1781 год. 5 октября состоялся официальный дебют спектакля, который произвел фурор.
Спустя шесть лет Денис Иванович задумал издавать журнал «Друг честных людей, или Стародум» и даже написал для него несколько статей, но одобрения на публикацию не получил. Позже, уже после его смерти, статьи были изданы. По мнению экспертов, из них наиболее значима работа «Всеобщая придворная грамматика». Долгое время она распространялась исключительно в списках, то есть ее все равно читали, несмотря на запреты, но исключительно неофициально.
Последняя работа Дениса Ивановича автобиографическая. Она называется «Чистосердечные признания в делах моих и помышлениях». К сожалению, завершить этот труд писателю было не суждено. Он умер 12 декабря 1792 года.
