Ovid Densusianu war der Sohn des Literarhistorikers Aron Densușianu (1837–1900). Die Grundschule besuchte er in Săcele, bis er 1881 mit der Familie nach Iași umzog. Dort studierte er bei Alexandru Philippide (1859–1933) und schloss 1892 ab. Als Gymnasiallehrer in Focșani weilte er zu einem Studienaufenthalt bei Adolf Tobler in Berlin, der ihn nach Paris empfahl. Von 1893 bis 1896 studierte er bei Gaston Paris an der École pratique des hautes études in Paris und schloss mit der Herausgabe von La Prise de Cordres et de Sebille. Chanson de geste du 12e siècle (Paris 1896, in der Reihe: Société des anciens textes français; Nachdruck, New York 1965) ab.
1897 (offiziell 1901) übernahm Densusianu an der Universität Bukarest den Lehrstuhl für rumänische Sprache und Literatur und wurde 1918 aktives Mitglied der Rumänischen Akademie (korrespondierendes Mitglied seit 1901). Er war Gründer und Herausgeber der Zeitschriften Viața nouă (1905–1925) und Grai și suflet (1923–1938). Ovid Densusianu gilt als der Begründer der modernen rumänischen Romanistik.
Histoire de la langue roumaine. Les origines. Le 16e siècle, 2 Bde., Paris 1901-1938; hrsg. von Valeriu Rusu [1935-2008], Bukarest 1997 (rumänisch Bukarest 1961, siehe unten)
Povestiri cin cronicari, Bukarest 1901
(Hrsg. mit Ion Aurel Candrea und Theodor Sperantia) Graiul nostru. Texte din părțile locuite de români, 2 Bde., Bukarest 1906-1907
(mit Ion Aurel Candrea) Dicționarul etimologic al limbii române. Elementele latine (A - putea), Bukarest 1907-1914; hrsg. von Grigore Brâncuș, Pitești 2003
Limanuri albe, Bukarest 1912
Graiul din Țara Hațegului, Bukarest 1915
(Hrsg.) Antologie dialectală, Bukarest 1915
Literatura romînă modernă, 3 Bde., Bukarest 1920-1921-1933
Flori alese din cîntecele poporului, Bukarest 1920 (französisch: Florilège des chants populaires roumains, Paris 1934)
Sufletul latin s̡i literatura nouă, 2 Bde., Bukarest 1922
Vieat̡a păstorească în poesia noastră populară, Bukarest 1922-1923
Raze peste lespezi, Paris/Bukarest 1924 (Dichtung)
Istoria limbii romîne. 1. Originile. 2. Secolul al XVI lea, hrsg. von Jacques Byck, 2 Bde., Bukarest 1961
Flori alese din cîntecele poporului. Vieaţa păstorească în poezia noastră populară. Folclorul. Cum trebuie înţeles. Graiul don Ţara Haţegului, hrsg. von Marin Bucur, Bukarest 1966
Opere, hrsg. von Boris Cazacu, Valeriu Rusu und Ioan Șerb, 6 Bde., Bukarest 1968-1985
Ideal și îndemnuri [considerații teoretico-programatice privind specificul și destinul literaturii române în primul deceniu al secolului], hrsg. von Călin Manilici, Cluj-Napoca 1980
Literatura română modernă, Bukarest 1985
Teorie şi estetică literară. Pagini de jurnal, Bukarest 1998 (Scrieri literare 1)
Basil Munteanu, Un vizionar al latinităt̡ii, latinaitatea, Frant̡a s̡i sufletul autohton în concept̡ia lui Ovid Densusianu, Bukarest 1945
Marin Bucur, Ovid Densusianu, Bukarest 1967
Marin Bucur, Corespondentă inedită Ovid Densusianu - Gaston Paris si Paul Meyer, in: Revista de Istorie si Teorie literară 18, 1969, S. 257–265 und 677–686
Scrisori către Ovid Densuşianu, hrsg. von Liviu Onu, 2 Bde., Bukarest 1979-1981
Anca Calangiu/Mihai Vătan/Maria Negraru, Ovidiu Densuşianu (1873–1938). Biobibliografie, Bukarest 1991
Gheorghe Firczak, In memoriam, Ovid Densușianu 1873-1938, Deva 1994
Ovid Densusianu în amintirea şi conştiinţa critică românească, hrsg. von Ion Diaconu und Ioan Şerb, Bukarest 2005
Marta Andronache, Autour de la Romania. Un demi-siècle de philologie roumaine dans le contexte européen (1872-1935), Thèse de doctorat, Nancy 2006 (Gaston Paris und seine rumänischen Schüler)