Née le 21 juin 1924 à Paris, deuxième fille d’André Jacob, architecte, et d’Yvonne Steinmetz, Denise Jacob grandit à Nice. C’est dans cette ville que, dès les débuts de l’Occupation, elle accomplit ses premiers actes de rébellion en écrivant au tableau, avant la classe, les mots d’ordre et les messages venus de Londres.

En novembre 1942, encore lycéenne, elle se met à la disposition de l’Union générale des israélites de France (UGIF) puis, à l’été 1943, devient agent de liaison du mouvement Franc-Tireur dans la région lyonnaise, sous le nom de guerre de Miarka, son totem scout.

Fin mars 1944, toute sa famille est arrêtée et déportée : sa mère et ses sœurs Madeleine et Simone (future Simone Veil) à Auschwitz puis Bergen-Belsen, où Yvonne Jacob mourut du typhus en mars 1945 ; son père et son frère Jean en Lituanie, d’où ils ne sont pas revenus.

En mai 1944, Denise Jacob est agent de liaison des Mouvements unis de Résistance (MUR) à Annecy pour le département de la Haute-Savoie. Volontaire pour transporter deux postes émetteurs parachutés en Saône-et-Loire, destinés aux maquis savoyards, elle est arrêtée sur le chemin du retour le 17 juin 1944, conduite à la prison de Montluc et torturée. Le 14 juillet 1944, elle est déportée à Ravensbrück, puis, en mars 1945, transférée à Mauthausen. Elle est libérée le 22 avril 1945 par la Croix-Rouge internationale.

Le 18 avril 1947, elle épouse le journaliste Alain Vernay (1918-2015), petit-fils du collectionneur d’art Adolphe Schloss. Après s’être consacrée à une œuvre privée, « La sauvegarde de l’adolescence », elle devient, de 1961 à 1970, déléguée bénévole à la Liberté surveillée et rejoint en 1968 Germaine Tillion à l’École pratique des hautes études (EPHE) puis à l’École des hautes études en sciences sociales (EHESS). Elle y soutient en janvier 1976, sous la direction de son amie, un mémoire intitulé « Un regroupement de Français musulmans. L’atelier de tissage de Lodève ». À partir de 1974, elle est membre du conseil d’administration puis vice-présidente du Service social familial nord-africain (SSFNA), membre en 1975-1976 de la Commission pour l’insertion des familles immigrées puis, de 1977 à 1979, du sous-groupe « Migrants » du Conseil supérieur de l’information sexuelle, de la régulation des naissances et de l’éducation familiale (CSIS).

Cet engagement social se double d’une action résolue au service de ses ancien(ne)s camarades des années de guerre : active au sein du conseil d’administration du Comité des œuvres sociales de la Résistance (COSOR), Denise Vernay est l’une des chevilles ouvrières des Anciens de Franc-Tireur et, depuis le début des années soixante, une figure de l’Association nationale des anciennes déportées et internées de la Résistance (ADIR), dont elle devient secrétaire générale en 1985. Elle en gère le service social, siège au jury du Concours national de la Résistance et de la Déportation (CNRD) et s’y emploie à développer la connaissance de l’univers concentrationnaire, en recueillant des témoignages d'anciennes déportées et en participant à de nombreux séminaires.

Cette œuvre historique et mémorielle se poursuit à partir des années 1990 au sein de la Fondation pour la mémoire de la déportation nouvellement créée. Denise Vernay en accompagne, voire en dirige, les projets majeurs : publication d’un Guide des sources documentaires sur la déportation, réalisation du CD-Rom Mémoires de la Déportation, constitution d’une vidéothèque, enquête sur les lieux d’internement en France, préparation du Livre-Mémorial des déportés partis de France.

Denise Vernay est décédée à Paris le 4 mars 2013.