Denis Lebel été élu à la Chambre des communes pour la première fois en 2007, puis réélu en 2008 et 2011.

En juillet 2013, M. Lebel a été reconfirmé à titre de ministre de l'Infrastructure, des Collectivités et des Affaires intergouvernementales, et ministre de l'Agence de développement économique du Canada pour les régions du Québec. Avant cela, il a été nommé ministre d'État (Agence de développement économique du Canada pour les régions du Québec) en octobre 2008, et ministre des Transports, de l'Infrastructure et des Collectivités en mai 2011. À cela s'est ajouté le poste de ministre des Affaires intergouvernementales en mars 2013.

M. Lebel a siégé à plusieurs comités parlementaires et il a été membre des comités exécutifs des associations parlementaires Canada-Europe et Canada-France.
Avant de se lancer en politique fédérale, M. Lebel a été m

aire de Roberval de 2000 à 2007. Il a notamment été membre du conseil d'administration, du conseil exécutif et du comité sur l'avenir des forêts de l'Union des municipalités du Québec, en plus d'avoir été président du Caucus des municipalités voisines des Premières Nations, et membre du conseil d'administration d'Infrastructure Québec.

M. Lebel et son épouse Danielle ont deux enfants.