Ильютко Денис Петрович родился 29 июля 1979 года в г. Красногорске Московской области. В 1986 году поступил в спортивный класс по баскетболу средней школы № 4 г. Красногорска. В 1993 году перешел в физико-математический класс той же самой школы, которую закончил в 1996 году. В 1996 году занял 1-ое и 2-ое место на олимпиаде по физике и математике среди школьников района и области соответственно. После окончания школы поступил на механико-математический факультет Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, который окончил в 2001 году по специальности «Математика. Прикладная математика.» с красным дипломом. В 2001 году поступил в очную аспирантуру механико-математического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова по специальности 01.01.04. В 2004 году окончил аспирантуру по кафедре дифференциальной геометрии и приложений под научным руководством д.ф.-м.н. А.А.Тужилина. В 2005 году защитил кандидатскую диссертацию «Геометрия локально минимальных и экстремальных сетей в нормированных пространствах» по специальности 01.01.04. С 2003 года Ильютко Денис Петрович работает на механико-математическом факультете МГУ ассистентом кафедры дифференциальной геометрии и приложений.

Ильютко Денис Петрович в школьные годы активно занимался баскетболом. Неоднократный чемпион и призер соревнований по баскетболу среди спортивных школ Московской области, участник междугородних соревнований по баскетболу, проводимых в г. Ленинград и г. Горловка Донецкой области, Украина. В студенческие годы Ильютко Денис Петрович выступал за сборную мех-мата на соревнованиях по гандболу. Ильютко Денис Петрович состоит в военно-охотничьем обществе с 1998 года. Участник соревнований по стендовой стрельбе среди коллективов военных охотников.