У сезоні 2007/08 тричі потрапляв до заявки «Динамо» на матчі вищої ліги, однак на поле в матчах чемпіонату так і не виходив. Натомість у вересні 2007 року вийшов на заміну замість Аїли Юссуфа в товариській зустрічі на 80-річчя клубу проти італійського «Мілана» (2:2)[2]. Після матчу президент «Мілана» Адріано Галліані відзначив його гру[3]. В офіційному матчі за «Динамо» Гармаш дебютував 31 жовтня 2007 року в кубковому матчі проти сімферопольського «ІгроСервіса» (4:1)[4]. Дебютував у вищій лізі у складі основної команди «Динамо» 31 серпня 2009 року у грі проти донецького «Металурга» (3:1).
У січні 2020 року був відданий в піврічну оренду турецькому «Різеспору»[5]. 27 січня 2020 року забив дебютний гол у чемпіонаті Туреччини[6]. Загалом до кінця сезону він зіграв за клуб 16 ігор і забив 3 голи, а в серпні повернувся до «Динамо»[7]. Після повернення з Туреччини він підтримував форму з «Динамо», але клуб не вносив його в заявку. Командна фотосесія перед сезоном також пройшла без Дениса, втім в останній день трансферного вікна 6 жовтня Гармаш був внесений в заявку киян на сезон 2020/21 української Прем'єр-ліги. 30-річний гравець отримав 19-й номер[8].
Виступи за збірні
Викликався до збірних команд України різних вікових категорій. Дебют у формі збірної — 27 лютого 2007 року у матчі збірної України U-18 проти кіпрських однолітків (нічия 0:0). 17 листопада того ж року, у 17-річному віці відіграв матч за молодіжну збірну України U-21 проти «молодіжки» Ліхтенштейну (перемога 5:0).
У складі збірної України U19 — чемпіон Європи 2009 року. Під час фінальної частини чемпіонату, що проходила у Донецьку і Маріуполі, взяв участь в усіх 5 матчах збірної України на турнірі. Відзначився трьома забитими голами, ставши таким чином головним бомбардиром української збірної на змаганнях. За нічийного рахунку 1:1 у півфінальному матчі проти збірної Сербії відзначився дублем, забезпечивши остаточну перемогу своєї команди (3:1)[9]. А у фінальному матчі проти англійців (остаточний рахунок 2:0) створив перевагу збірної України у рахунку вже на п'ятій хвилині матчу точним ударом після розіграшу кутового удару[10].
За національну збірну України дебютував 7 жовтня 2011 року в товариському матчі проти збірної Болгарії (3:0). Вийшов на матч у стартовому складі та відіграв весь перший тайм (у перерві був замінений)[11].
Після ще чотирьох виступів у товариських матчах Гармаш був включений до заявки на домашній чемпіонат Європи 2012 року. Там він зіграв в останній грі групового етапу проти Англії, який Україна програла з рахунком 0:1 та вибула з турніру[12].
Він також був у складі збірної України на наступному чемпіонаті Європи 2016 року у Франції. Тут Денис також лише одного разу вийшов на поле, в грі проти національної збірної Північної Ірландії 16 червня 2016 року, замінивши на 76 хвилині партнера по «Динамо» Сергія Сидорчука[13]. Ця гра була програна, як і дві інші, і Україна вибула з турніру на груповому етапі.