Deniz Yavuzyılmaz, 1979 yılında, emekli öğretmenler Kadriye ve Ömer Yavuzyılmaz çiftinin ikinci çocuğu olarak Zonguldak’ta dünyaya geldi. İlk öğrenimini Zonguldak Yayla İlköğretim Okulunda, orta ve lise öğrenimlerini ise Zonguldak Atatürk Anadolu Lisesinde tamamladıktan sonra, Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği bölümünü kazandı.
Üniversite eğitiminin ardında yurtdışında mesleki tecrübeler edinerek Türkiye'ye dönen Yavuzyılmaz, enerji sektöründehizmet veren bir firmanın kuruculuğunu ve yöneticiliğini yaptı.
Siyasi kariyerine, Cumhuriyet Halk Partisi (CHP)bünyesinde Zonguldak Parti Okulu, Bartın Bölge Koordinatörlüğü ve Usta Eğitmenliği görevleriyle adım attı. 2015 yılında yapılan Türkiye Genel Seçimlerinde, CHP’li üyelerinin oylarıyla Zonguldak bölgesinden 2. sırayı kazandıancak kontenjan uygulaması nedeniyle 3. sıradan milletvekili adayı gösterilince seçilemedi.
2018 Türkiye Genel Seçimlerinde 2. sıradan milletvekili adayı olarak gösterilen Yavuzyılmaz, 27. Dönem CHP Zonguldak Milletvekili seçilerek Meclise girmiştir.
Deniz Yavuzyılmaz, TBMM 27.Yasama Döneminde, Kamu İktisadi Teşebbüsleri (KİT) Komisyonu, Dijital Mecralar Komisyonu, Hayvan Hakları Araştırma Komisyonu, Karadeniz Ekonomik İşbirliği Parlamenter Asamblesi Türk Grubu, Amasra Maden Kazası Araştırma Komisyonu Üyeliklerine seçilerek önemli görevlere geldi.
Kamu kurumlarının denetimi, Sayıştay Başkanlığının tespitleri, çevre kirliliği, kadın hakları ve hayvan refahı konuları, Yavuzyılmaz’ın yakından ilgilendiği politikalar arasında yer almaktadır.
Yavuzyılmaz, yaptığı araştırmalarla kamudan çifte maaş ve çoklu görevlendirme alan çok sayıda bürokratı ortaya çıkartmış; kamu zararına yol açan birçok usulsüzlük dosyasını ise yine belgeleriyle açıklamıştır. Milletvekilinin bu çalışmaları Türkiye’deki işsizlik ve ekonomik kriz ortamında büyük ses getirmiş, tespitleri zaman zaman ülke gündemine damgasını vurmuştur.
Serpil Yavuzyılmaz ile evlendi. Çiftin 2019 yılındaki nikahını İstanbul Büyükşehir Belediye (İBB) Başkanı Ekrem İmamoğlu’nun kıyarken, CHP Genel Başkanı Kemal Kılıçdaroğlu, İYİ Parti Genel Başkanı Meral Akşener, CHP İstanbul İl Başkanı Canan Kaftancıoğlu ve CHP Cumhurbaşkanı adayı Muharrem İnce gibi birçok ismi buluşturan nikah töreni, 'Millet İttifakını buluşturan nikâh' olarak medyada anılmıştır.
Yavuzyılmaz, iyi derecede İngilizce bilmekte, felsefe, sosyoloji ve psikoloji alanlarıyla ilgilenmektedir.
