A partir de 1947, Denise Colomb réalise des portraits d’artistes qui la rendront célèbre. C’est son frère, le galeriste Pierre Loeb, qui lui fera rencontrer les artistes de son temps : Max Ernst, De Stael, Calder, Hartung, Vieira da Silva, Braque, Riopelle, Soto, Arp, Vasarely… Elle les photographie le plus souvent dans leur lieu de création, l’atelier. Ces portraits dégagent une correspondance subtile voire une osmose entre l’œuvre et l’homme.

Denise Colomb va à la rencontre de l’Autre et le photographie dans son quotidien. Son travail s’inscrit dans l’approche de la photographie humaniste où l’homme, sa réalité sociale sont le centre des préoccupations.

Elle réalise deux reportages aux Antilles. En 1948, elle est missionnée par Aimé Césaire puis, en 1958 elle part pour la Compagnie Générale Transatlantique. Le premier reportage est en noir et blanc, le second en couleur. « La première fois, dit-elle, j’avais été frappée par le côté sordide qui donne de si belles matières photographiques, la pauvreté de l’après-guerre, la dureté de certains paysages, le rythme des cocotiers dansant dans le vent, la démarche des femmes, les grandes oppositions de lumière et d’ombre. La seconde fois j’ai été éblouie, charmée par la couleur ».
Elle parcourt le monde, Espagne, Portugal, Norvège... Et réalise aussi des reportages en France, notamment sur l'île de Sein.