Денис Волочаєв народився 23 грудня 1981 року в м. Луганськ.

У 2003 році закінчив Академію державної податкової служби України.

Правоохоронній діяльності та військовій службі Денис присвятив 16 років свого життя. З 2003 по 2004 рік працював у податковій міліції, з 2004 до 2019 року – в Управлінні державної охорони України та Службі безпеки України. 

З початку АТО в Донецькій і Луганській областях брав активну участь в операціях із захоплення злочинців та протидії розвідувально-диверсійним групам бойовиків, які намагалися проникнути через лінію зіткнення у тил українських бійців та в мирні регіони для здійснення терактів. 

1 грудня 2019 року на лінії зіткнення на сході України диверсійно-розвідувальна група ворога здійснила спробу прориву в тил позицій Об’єднаних сил. Командування ООС задіяло резервну групу, до складу якої входили Денис Волочаєв і його товариш Дмитро Каплунов. Під час виконання контрдиверсійного бойового завдання внаслідок вибуху міни обидва бійці отримали поранення, несумісні з життям, і загинули на місці.

Денис Волочаєв відзначений державними нагородами: відзнака Президента України «За участь в Антитерористичній операції», орденами Богдана Хмельницького ІІІ ступеня, «За мужність» III ступеня та II ступеня.

Указом Президента України № 877/2019 від 03.12.2019 року за героїзм і особисту мужність, виявлені у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України, самовіддане служіння Українському народові полковнику Волочаєву Денису присвоєно звання Герой України з удостоєнням ордена «Золота Зірка» (посмертно).