Denise Green wurde 1946 in Melbourne, Australien, geboren und zog 1969 nach einem Studium an der L'École des Beaux-Arts und der Sorbonne in Paris nach New York City. Während ihres Studiums bei Mark Rothko und Robert Motherwell am Hunter College etablierte sie sich in der westlichen modernistischen Tradition. Ausgehend von ihren frühen Jahren in Australien und Reisen in Indien hat sie auch eine östliche und indische Ästhetik in ihre Arbeit einbezogen.

Ihre ersten großen Ausstellungen, Young American Artists im Guggenheim Museum und New Image Painting im Whitney Museum 1978, führten sie in die New Yorker Kunstwelt. Green hatte mehr als 130 Einzelausstellungen, davon 30 Einzelausstellungen im Museum. Seit 1999 sind neun Museumsretrospektiven ihrer Arbeit unter anderem in P.S.1/MoMA, New York, der Art Gallery of New South Wales, Sydney, und dem Museum Kurhaus Kleve in Deutschland gezeigt worden. Ihre Gemälde befinden sich in großen öffentlichen Sammlungen, darunter das Museum of Modern Art und das Solomon R Guggenheim Museum, New York, Hirshhorn Museum and Sculpture Garden, Washington, D.C., National Gallery of Australia, Canberra, das Museum of Contemporary Art, Sydney, und das Albertina Museum, Wien.

Green's Buch An Artist's Odyssey, wurde 2012 von der University of Minnesota Press und Macmillan Art Publishers (Australien) gemeinsam herausgegeben. Ihr erstes Buch, Metonymy in Contemporary Art: A New Paradigm, in dem sie einen neuen Ansatz für Kunstkritik und Kreativität entwickelte, der von den Gedanken der australischen Aborigines und Inder inspiriert war, wurde 2005 von denselben Verlegern veröffentlicht. Ihre anderen Schriften über Kunst erschienen in Art Press, Paris, Art Monthly Australia, Art and Australia, Arts Magazine, New York und Asian Art News.

Im Jahr 2007 wurde sie mit dem Order of Australia ausgezeichnet, einer der höchsten Auszeichnungen des Landes.

Green lebt in New York City.