Fils d'un pasteur pentecôtiste, il obtient son diplôme en biochimie en 1974 et son diplôme de médecin en 1983. En 1984, il obtient une bourse de la Swedish Pentecostal Mission pour faire une spécialisation en gynécologie à l'Université d'Angers en France. Il fonde avec un Angevin l'association Esther Solidarité France-Kivu pour aider sa région d'origine. En 2015, il accède au grade de Docteur en Sciences Médicales à l'Université Libre de Bruxelles à la suite de la défense de sa thèse de doctorat intitulée « Étiologie, classification et traitement des fistules traumatiques uro-génitales et génito-digestives basses dans l’est de la RDC ».
En 1989, il choisit de retourner au Congo pour s'occuper de l'Hôpital de Lemera, dont il devient Médecin Directeur. Lors de la Première Guerre du Congo en 1996, l'hôpital est brutalement détruit. Plusieurs malades et infirmiers sont assassinés, mais avec beaucoup de chance, le Dr Denis Mukwege a la vie sauve et se réfugie à Nairobi. Il décide de rentrer au Congo et avec l'aide du PMU (organisme caritatif suédois), il fonde l'Hôpital Général de Référence de Panzi à Bukavu. Peu de temps après l'ouverture de l'hôpital, il voit arriver les premières victimes de viol avec extrême violence. Elles deviendront de plus en plus nombreuses. La destruction volontaire et planifiée des organes génitaux des femmes va profondément marquer le restant de sa carrière. Il fait connaître au monde la barbarie sexuelle dont les femmes sont victimes à l'Est de la République Démocratique du Congo où le viol collectif est utilisé comme arme de guerre. Pour faire face à cette épidémie volontaire, il s'est spécialisé dans la prise en charge des femmes victimes de violence sexuelle. Il met au point un modèle de prise en charge globale de ces survivantes. Physique, psychique, économique que juridique, les femmes sont soignées de façon holistique et bénéficient désormais d'une aide à tous les niveaux et sur le long terme.
Sur le plan médical, il est reconnu comme l'un des spécialistes mondiaux du traitement des fistules. C'est à ce titre qu'il a reçu le titre de Docteur Honoris Causa de l'Université d'Umeå (Suède) en octobre 2010. Au cours de la même année, il a reçu la médaille Wallenberg de l'Université du Michigan.
