Denise Kielholtz (geboren 30 maart 1989) is een Nederlandse vrouwelijke Muay Thai kickbokser en mixed martial artist, gevestigd in Amsterdam, Nederland. Ze doet professioneel mee aan wedstrijden sinds 2004 en is de huidige Bellator Kickboxing Women's Flyweight Champion. Sinds 16 mei 2023 staat ze op nummer 6 in de Bellator Women's Flyweight Rankings.
Op 17 november keert Bellator MMA terug naar de Wintrust Arena in Chicago, Illinois, met een spectaculair gevecht tussen de Nederlandse Denise Kielholtz en de ongeslagen Sumiko Inaba in het vlieggewicht.