Dans les années 90, il tourne une quinzaine de courts métrages, puis a été journaliste et critique de cinéma avant de réaliser son premier long métrage Les états nordiques en 2005. Son 4e long métrage, Carcasses (2009), est présenté à la Quinzaine des réalisateurs à Cannes pendant que Curling, remporte les honneurs au Festival de Locarno en 2010. Vic+Flo ont vu un ours (2013) a obtenu l'Ours d'argent de la Berlinale en Allemagne pour son innovation. Toujours à la Berlinale, il a présenté quatre longs métrages en Compétition officielle. Les films singuliers de Denis Côté ont été montrés dans des centaines de manifestations cinématographiques en plus de faire l'objet d’une quarantaine de rétrospectives à travers le monde.