Родился в семье сотрудника Госбанка СССР Владимира Горбуненко и врача-физиолога Валентины Горбуненко (Ковалевой) в Донецке. В 1996 году окончил Донецкую государственную академию управления по специальности Менеджмент в непроизводственной сфере.В 1997-1998 годах учился в Оксфорде (Oxford Brookes University), получив степень магистра управления (MBA), защитив магистерскую диссертацию по теме Direct foreign investment as a mode to enter Ukraine. Учебу оплачивал самостоятельно.

Один из организаторов аферы с банком Родовид намерен попасть в Верховную Раду.Как сообщает источник Цензор.НЕТ, бывший председатель правления банка Родовид Денис Горбуненко пытается купить место в избирательном списке партии УДАР. При этом Горбуненко интересует исключительно проходная часть списка.Напомним, что деятельность Горбуненко и его деловых партнеров по Родовиду нанесла ущерб государству в размере 35 миллиардов гривен. На данный момент банкир не находится под следствием, не ходит на допросы и проживает в Лондоне.Главный свидетель финансовых махинаций, финансист Геннадий Пискун 28 октября 2011 года, по официальной версии милиции, случайно выпал из окна как раз после допроса в СБУ, где он дал показания на руководителей Родовида, в том числе Горбуненко, причастных к случаям хищений денег банка.

В 2007 году Денис Горбуненко стал одним из первых финансовых экспертов Украины, давшим прогноз о надвигающемся финансовом кризисе