Denis Sergueïevitch Dmitriev (en russe : Денис Сергеевич Дмитриев ; né le 23 mars 1986) est un coureur cycliste russe. Spécialiste de la vitesse sur piste, il a remporté le championnat du monde de cette discipline en 2017 ainsi que le championnat d'Europe en 2010, 2012 et 2013.