Dennis Birkenmaier studierte Informatik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Schwerpunkte setzte er dabei im Fachgebiet Anthropomatik und Kognitive Systeme und Robotik und Automation. Während des Studiums galt sein Interesse vor allem den Bereichen der Künstlichen Intelligenz, Medizininformatik sowie medizintechnischer Sensorik.
Seine Masterarbeit mit dem Titel "Entwicklung einer Machine Learning Architektur zur Echtzeitklassifizierung und Inferenz in Kochprozessen" schrieb er bereits am FZI Forschungszentrum Informatik.

Seit April 2023 arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Medizinische Informationstechnik (MIT) im Forschungsbereich Embedded Systems and Sensors Engineering (ESS).