Denayer membuat debut profesionalnya saat dipinjamkan ke Celtic, di mana ia berhasil membantu klub tersebut memenangkan Scottish Premiership dan Scottish League Cup. Ia pun dinobatkan sebagai PFA Scotland Young Player of the Year. Musim berikutnya, Denayer dipinjamkan ke Galatasaray dan berhasil membantu klub tersebut memenangkan Turkish Cup.
Di tingkat internasional, Denayer telah beberapa kali bermain untuk Belgia pada level U-19 dan U-21 sebelum akhirnya membuat debut senior pada Maret 2015. Ia juga termasuk dalam skuad Belgia untuk UEFA Euro 2016 dan bermain dalam pertandingan perempat final melawan Wales. Ia juga tampil di UEFA Euro 2020.
Denayer lahir di Jette, Brussels, Belgia, dari ibu berkebangsaan Kongo dan ayah Belgia. Karir klubnya dimulai di FC Ganshoren dan kemudian Anderlecht sebelum bergabung dengan JMG Academy di Lier pada usia 13 tahun. Di akademi tersebut, Denayer berubah posisi dari penyerang menjadi bek dan mengasah teknik sepak bolanya. Ia kemudian bergabung dengan akademi Manchester City pada tahun 2013 dan berhasil mencapai kesuksesan di level pemuda.
Pada Agustus 2014, Denayer dipinjamkan ke Celtic oleh Manchester City. Ia tampil impresif di klub tersebut dengan mencetak gol pada debutnya dan menjadi man of the match dalam kemenangan 6-1 atas Dundee United di Scottish Premiership. Di Liga Champions, Denayer juga tampil dalam pertandingan debutnya melawan Maribor. Ia mencetak gol kedua untuk Celtic dalam kemenangan 2-1 atas Aberdeen dan mencetak gol lagi dalam kemenangan 5-0 atas Ross County.
Jason Denayer adalah seorang bek yang memiliki kemampuan teknik yang baik dan telah membuktikan dirinya di berbagai klub dan level kompetisi. Ia merupakan salah satu pemain muda yang menjanjikan dalam sepak bola Belgia dan terus berkembang dalam karirnya.