Denis Thomalla è un attaccante del Heidenheim che ha giocato nella maggior parte delle partite della sua squadra in Bundesliga nel 2023/2024, avendo collezionato 20 presenze, per un totale di 427 minuti. É partito titolare in 3 presenze su 33 giornate ed è stato utilizzato spesso come subentrato, in 17 occasioni.
L'ultima presenza di Thomalla in campionato risale all'11 maggio, gara in cui ha giocato 16 minuti con la maglia del Heidenheim contro il Friburgo, nel pareggio per 1-1.
L'Heidenheim è attualmente al 9° posto in classifica, con 39 punti, e nella prossima partita di Bundesliga, il 18 maggio, dovrà giocare una gara casalinga contro il Colonia.
Nell'ultima stagione con l'Heidenheim in 2. Bundesliga Thomalla ha collezionato 31 presenze, gare in cui ha segnato 8 gol e fornito 5 passaggi vincenti.
L'attaccante è passato a giocare in prestito con l'Heidenheim nel gennaio 2016. In precedenza giocava per il Lech Poznan, per cui ha collezionato 13 presenze in campionato, dopo aver raggiunto il club nel luglio 2015, mentre prima giocava per l'RB Lipsia.
Il 21 agosto 2010 Thomalla ha debuttato in Bundesliga con l'Hoffenheim, all'età di 18 anni e 5 giorni, contro il Werder Brema. La prima presenza con la sua attuale squadra, l'Heidenheim, in Bundesliga è stata nella sfida contro il Wolfsburg il 19 agosto 2023.