Elève d'Antoine Vitez au Conservatoire d'Art Dramatique de Paris, Denise Chalem joue sous la direction de Jacques Rosner, Jean-Pierre Vincent, Marcel Bluwal? ainsi que dans des films. Sa première pièce, À cinquante ans, elle découvrait la mer, créée au Petit Odéon, reçoit le Prix des Nouveaux Talents SACD. Elle écrit et réalise pour Arte et France 2 son premier film, Nés de la Mère du Monde. Le Prix Arletty lui a été attribué pour l'ensemble de son théâtre, publié chez Actes Sud-Papiers.