Денис Валерьевич Михайленко окончил Киргизскую государственную медицинскую академию в 1999 году по специальности "Лечебное дело".

В 2008 году защитил кандидатскую диссертацию, посвященную вопросам урологии и онкологии. Имеет высшую квалификационную категорию как врач уролог-андролог.

В 2009 году получил квалификацию "Организатор здравоохранения" в Пермском государственном медицинском университете.

Отмечен правительственными и ведомственными наградами.

До работы в Медсанчасти № 1 занимал пост  заместителя министра здравоохранения Пермского края. Ранее возглавлял ГДКП № 6 (Дзержинский район). Под его руководством медучреждение вошло в десятку лучших поликлиник России. 

На должности замминистра здравоохранения в период пандемии COVID-19  Денис Михайленко взял на себя организацию мероприятий, направленных на оказание медицинской помощи в условиях борьбы с новой коронавирусной инфекцией. Он занимался организацией лабораторных исследований методом ПЦР, взаимодействием медучреждений с лабораториями Пермского края. Под его руководством была выстроена логистика направлений бригад скорой помощи на госпитализацию после предшествующих обследований пациента. Также на него был возложен контроль за обеспеченностью медучреждений достаточным количеством медикаментов и средств индивидуальной защиты.

Вступил в должность главного врача КМСЧ № 1 - 23 апреля 2021 года.