У дорослому футболі дебютував 1961 року виступами за команду «Мадурейра»[2], в якій провів три сезони, після чого 1964 року приєднався до «Флуміненсе» і того ж року виграв з командою Лігу Каріока. В подальшому Денілсон ще тричі з командою вигравав чемпіонат штату Ріо-де-Жанейро з «Флуміненсе» — у 1969, 1971 та 1973 роках, а також здобув три Кубки Гуанабари (1966, 1969 та 1971) та один Кубок Роберто Гомеса Педроси (1970)[3]. Загалом за команду з Ріо-де-Жанейро за десять сезонів він провів 435 ігор за «Флуміненсе» (199 перемог, 11 нічиїх та 125 поразок), забивши сімнадцять голів[4].
Протягом 1973—1974 років захищав кольори клубу «Ріо-Негро», а завершив ігрову кар'єру у команді «Віторія» (Салвадор), за яку виступав протягом 1975 року.
14 травня 1966 року дебютував в офіційних іграх у складі національної збірної Бразилії у матчі проти національної збірної Уельсу. А вже влітку у складі збірної був учасником чемпіонату світу 1966 року в Англії, де зіграв у двох матчах проти Болгарії (2:0) та Португалії (1:3)[5], а його команда сенсаційно не вийшла з групи.
Востаннє Денілсон зіграв за національну збірну 17 липня 1968 року в матчі проти збірної Перу в Лімі, вийшовши на заміну замість Жерсона. Загалом протягом кар'єри у національній команді, яка тривала 3 роки, провів у її формі 9 матчів, забивши 1 гол.