Denise Richards wurde in Downers Grove, Illinois, als Tochter einer Coffee-Shop-Besitzerin und eines Fernmeldetechnikers geboren.[1] Sie hat deutsche, franko-kanadische, irische, englische und walisische Vorfahren.[2] Der Familienname lautete ursprünglich Reichert.[3] Sie wuchs gemeinsam mit ihren Eltern und ihrer Schwester zunächst in Downers Grove und später in Kalifornien auf. 1989 machte sie ihren Abschluss an der El Camino High School in Oceanside, Kalifornien.
Richards begann zunächst eine Karriere als Model bei der „Judith Fontaine Modeling & Talent Agency“. Neben ihrer Modelkarriere begann sie, auch als Schauspielerin zu arbeiten. Erste Erfahrungen sammelte sie mit Gastauftritten in Fernsehserien. 1993 spielte sie in der SitcomSeinfeld in der Folge Die schönen Schuhe die Molly Dalrymple. 1994 hatte sie eine Rolle in der Serie Superman – Die Abenteuer von Lois & Clark. Ihren ersten Filmauftritt hatte sie mit einer kleinen Rolle in der Komödie Loaded Weapon 1 (1993).
Richards spielte das BondgirlDr. Christmas Jones in dem 1999 erschienenen James-Bond-Film Die Welt ist nicht genug an der Seite von Pierce Brosnan und Sophie Marceau. Der Film war ein internationaler Kinoerfolg, doch Richards bekam für ihre Rolle generell negative Kritiken. Sie wurde in zwei Kategorien für den Negativpreis Goldene Himbeere nominiert, wovon sie eine erhielt; außerdem wurde sie 2008 von der Zeitschrift Entertainment Weekly zum „schlechtesten Bondgirl aller Zeiten“ gewählt.
Neben ihrer Kinokarriere spielte sie immer wieder Rollen in Fernsehserien, unter anderem war sie 2001 in Friends und Chaos City zu sehen und spielte eine Rolle in drei Folgen von Two and a Half Men (2003–2011).
Im Dezember 2004 machte sie, fünf Monate nach der Geburt ihrer Tochter, ein Fotoshooting für den US-amerikanischen Playboy. 2001 wurde sie von FHM auf Platz zwei der „100 Sexiest Woman“ gewählt, vom Magazin In Touch wurde sie als Sexiest Mom of 2005 bezeichnet.
2008 begann ihre eigene Reality ShowDenise Richards – It’s Complicated auf E! Entertainment Television, mit der sie negative Gerüchte über sich aus der Welt räumen wollte. Es gab positive Reaktionen, allerdings kritisierte Charlie Sheen – Vater ihrer Kinder – die Show mit dem Vorwurf, dass Richards die gemeinsamen Kinder missbrauche, um sympathisch zu erscheinen. Die Show lief ein Jahr lang. 2009 war Richards Teilnehmerin der achten Staffel von Dancing with the Stars. Ihr Tanzpartner war Maksim Chmerkovskiy. Das Paar wurde aber bereits in der zweiten Runde von den Zuschauern herausgewählt.
Im Jahre 2002 heiratete Richards den Schauspieler Charlie Sheen, mit dem sie bereits für die Komödie Good Advice – Guter Rat ist teuer (2001) gemeinsam vor der Kamera gestanden hatte. 2004 und 2005 wurden ihre beiden Töchter geboren. Im März 2005 reichte Richards die Scheidung von Sheen ein, nachdem die beiden bereits seit Ende 2004 getrennt gelebt hatten. Seit Dezember 2006 ist die Ehe rechtskräftig geschieden.
Von 2006 bis Mai 2007 war Richards mit Richie Sambora, dem damaligen Gitarristen von Bon Jovi, liiert.[4] 2011 adoptierte sie ein kleines Mädchen.[5] Seit 2018 ist sie mit dem Schauspieler Aaron Phypers verheiratet,[6] mit dem sie beispielsweise 2020 in Reich und schön[7] und in The Real Housewives of Beverly Hills[8] vor der Kamera stand.