ХК «Молот» объявил о подписании нападающего Дениса Голубева. Денис является воспитанником магнитогорской школы хоккея. До 2008 года выступал за команды системы магнитогорского «Металлурга», после чего перешел в казанский «Ак Барс».
В 2009 году дебютировал в Молодежной хоккейной лиге в составе «Барса». Суммарно в рамках МХЛ Денис провел 85 матчей, в которых набрал 124 (50+74) балла за результативность при показателе полезности +56.
В 2011 году в составе сборной России стал чемпионом мира среди молодежных команд. Отметился тем, что в полуфинале против Швеции реализовал решающий буллит.
В сезоне 2014–2015 года, игрок выступал за хоккейный клуб «Лада» города Тольятти, Самарской области. В сезоне 2015–2016 года, вновь вернулся в Казанский «Ак Барс». На начало сезона 2017–2018 года, Денис Голубев является нападающим хоккейного клуба Континентальной Хоккейной Лиги — «Ак Барс» Казань. По ходу сезона перешёл в «Амур», где отыграл до конца сезона 2020/21. Затем три сезона провел в «Сибири». Минувший сезон играл в «Адмирале».
На взрослом уровне 33-летний форвард провел 130 игр в рамках ВХЛ, в которых набрал 79 (25+54) очков за результативность при показателе полезности -1, а также 523 матча в рамках КХЛ, в которых заработал 120 (57+63) очков при показателе полезности -10.
В матче Кубка Открытия 15-го сезона OLIMPBET Чемпионата России — ВХЛ 3 сентября пермский «Молот» одолел альметьевский «Нефтяник» в серии буллитов (3:2).