Administrator kolonialny Ziemia van Diemena W 1846 otrzymał propozycję objęcia stanowiska gubernatora Ziemi van Diemena, jednej z kolonii australijskich, znajdującej się na wyspie zwanej dziś Tasmanią. Oficjalnie objął tam rządy 25 stycznia 1847 roku. Jego kadencja upłynęła pod znakiem niezwykle napiętych stosunków z miejscowymi elitami politycznymi i sędziowskimi, które próbowały ograniczać jego swobodę podejmowania decyzji, zwłaszcza w sprawach podatkowych. Dodatkowo wizerunek gubernatora pogorszył jego raport na temat Ziemi van Diemena, przesłany na ręce ministra ds. kolonii w Londynie. Denison formułował tam bardzo nieprzychylne opinie na temat tasmańskich kolonistów, jednak był przekonany, że raport przeznaczony jest wyłącznie do wewnętrznego obiegu rządowego, tymczasem trafił też do parlamentu, gdzie wbrew intencjom gubernatora został opublikowany. Gubernator zyskał jednak pewną sympatię miejscowych mieszkańców w drugiej części swojej kadencji, kiedy nie bez oporów, lecz ostatecznie bardzo sprawnie, wziął udział w procesie zwiększania autonomii kolonii, dzięki któremu pozycja ustrojowa gubernatora została znacznie ograniczona na rzecz wybieralnej miejscowej legislatury.