Грамматический словарь Зализняка (склонения слова):
Густонаселённый, густонаселённая, густонаселённое, густонаселённые, густонаселённого, густонаселённой, густонаселённого, густонаселённых, густонаселённому, густонаселённой, густонаселённому, густонаселённым, густонаселённый, густонаселённую, густонаселённое, густонаселённые, густонаселённого, густонаселённую, густонаселённое, густонаселённых, густонаселённым, густонаселённой, густонаселённою, густонаселённым, густонаселёнными, густонаселённом, густонаселённой, густонаселённом, густонаселённых, густонаселён, густонаселённа, густонаселённо, густонаселённы, густонаселённее, погустонаселённее, густонаселённей, погустонаселённей
-ая, -ое.
С большой плотностью населения.