Den dobbelte MVP-vinder Nikola Jokic sluttede med 30 point, efter at Nuggets vendte et efterslæb på 15 point ved pausen og sendte LeBron James og Lakers ud af slutspillet med en 113-111 sejr i Crypto.com Arena.
James havde set ud til egenhændigt at holde Lakers' sæson i live efter at have scoret 31 point i en storslået første halvleg, hvor de 17-dobbelte NBA-mestre førte 73-58 ved pausen.
Men Jokic stod i spidsen for en genopstået Nuggets-offensiv i tredje periode og scorede 13 point, da topholdet fra Western Conference udlignede Lakers med 36-16 point og vendte kampen på hovedet.
I en dramatisk finale i fjerde periode bragte Jokic Denver foran 113-111 med et typisk storslået driving layup gennem tæt trafik med 51,7 sekunder tilbage.
Med fire sekunder tilbage havde James en sidste chance for at udligne og fremtvinge overtid, men hans forsøg på en floater blev blokeret af Denvers Aaron Gordon, så Nuggets kunne fejre en storslået sejr.
Denver - et af 11 hold i ligaen, der aldrig har vundet NBA-mesterskabet - skal møde enten Miami Heat eller Boston Celtics i finalen.
Miami, der fører 3-0 over Boston, kan sikre sig en plads i finalen med en sejr hjemme på tirsdag.
"Vi giver ikke op," sagde Jokic til ESPN. "Jeg har sagt det i fem år - når vi var dårlige eller gode - vi giver ikke op. Og det var det, der skete i dag."
"De hoppede på os i første halvleg, de var bedre, mere aggressive, scorede let og missede ikke stort set."
"Men i anden halvleg vendte vi bladet, og alle trådte frem. Det var en kollektiv indsats, det er ikke kun en enkelt mand."
Jokic sluttede med 30 point, 14 rebounds og 13 assists, mens Jamal Murray lagde 25 point til. Alle Denvers startere sluttede med tocifrede point, hvilket afspejler holdets dybde og balance.
Nuggets vil gå ind til finalen med en stor selvtillid og tro på, at de kan gøre en ende på deres næsten halve århundredes ventetid på den første NBA-titel, efter at endnu en sammensat allroundpræstation viste sig at være for meget for Lakers.
Lakers-stjernen James beskrev senere Denver som det bedste hold, han har mødt, siden han kom til Los Angeles for fem år siden.
"De har scoring. De har skud. De har en god spilopbygning. De er smarte. De har længde. De har dybde," sagde James.
"Og en ting ved deres hold er, at når man har en fyr som Jokic, der er så stor som han er, men også så intelligent som han er, så kan man ikke rigtig lave mange fejl over for sådan en fyr."
'Selvforskyldte sår'
38-årige James sluttede med 40 point, 10 rebounds og ni assists for Lakers i et heroisk forsøg på at holde liv i serien.
"Han havde en fantastisk kamp," sagde Jokic om James. "Vi kunne ikke stoppe ham i første halvleg ... han er stadig en af de bedste til nogensinde at spille dette spil."
Men Lakers' supporting cast formåede endnu en gang ikke at træde frem, da det gjaldt, og en række missede skud i fjerde periode gjorde det muligt for Nuggets at holde fast i deres spinkle forspring og sikre sig sejren.
Lakers-cheftræner Darvin Ham fortæller, at hans hold betalte prisen for ikke at sætte nok skud, og roste Denvers hensynsløshed i løbet af kampen.
"Jeg tror bare, igen, at udtrykket for mig er 'selvforskyldte sår.' Dem må man ikke have," sagde Ham om Lakers' præstation.
"Tegnet på et godt hold er, at hvis du begår en fejl, vil de lade dig betale for det," sagde Ham. "Og det gjorde de netop."
Ham, der sidste år blev udnævnt med den opgave at genopbygge Lakers efter en dyster fiasko med at nå slutspillet, insisterede på, at NBA-giganterne var på rette vej.
"Dette er år et," sagde Ham. "Det er surt at tabe, men jeg tror, at vi kan gøre noget særligt her."