Денис Соколов начал свою профессиональную карьеру в 1993 году в составе родного екатеринбургского «Автомобилиста». Там он выступал до 2001 года. За это время команда сменила несколько названий.
Перед началом сезона 2001-2002 Денис перешёл в казанский «Ак Барс», в составе которого стал серебряным призёром российского первенства. В 2002 году Соколов подписал контракт с пермским клубом «Молот-Прикамье». С 2003 по 2007 год Денис выступал за нижнекамский «Нефтехимик».
Сезон 2007-2008 Соколов провёл в ярославском «Локомотиве», вместе с которым во второй раз в своей карьере завоевал серебряные медали чемпионата России. В следующем сезоне Денис вернулся в Нижнекамск, а спустя год подписал контракт с новосибирской «Сибирью».
9 августа 2010 года Соколов подписал контракт с «Автомобилистом». 31 января 2011 года Денис перешёл в нижегородское «Торпедо», в составе которого за остаток сезона провёл лишь 5 матчей.
4 июля 2011 года Соколов принял решение вернуться в «Автомобилист».