Народився в Оренбурзі 11 травня 1947 року.
Незабаром сім'я переїхала до Орла, де 16-річний Сьомін дебютував на позиції нападника спочатку за молодіжну команду, а потім і за основу місцевого «Спартака», який тоді грав у другій лізі чемпіонату СРСР.
Вже у 17-річному віці Сьомін перейшов до московського «Спартака», де запам'ятався як технічний і працездатний форвард, хоча він не вважався зіркою і ніколи не запрошувався до збірної СРСР. Тим не менше на рахунку Сьоміна є два історичні голи — перші голи «Спартака» в єврокубках (на 10 і 16 хвилинах у гостьовій перемозі 3:1 проти ОФК Белград в Кубку Кубків у 1966 році).
Ще через три роки він опинився в московському «Динамо», де провів чотири сезони, які вважає найкращим часом в своїй кар'єрі гравця. В складі «Динамо» він виборов Кубок СРСР і став срібним призером чемпіонату країни. Пішов Сьомін з «Динамо» через конфлікт з тренером після того, як не потрапив до основного складу на єврокубкову гру. Це сталося за рік до історичного сезону, коли «Динамо» дійшло до фіналу Кубка Кубків.
Сьомін опинився в «Кайраті» з Алма-Ати, який залишив знов-таки через конфлікт з тренером і навіть з дискваліфікацією без права грати у вищій лізі. Сьомін попрямував до Новосибірська, де протягом року грав за «Чкаловець» в нижчому дивізіоні. Двома останніми клубами в його кар'єрі стали московський «Локомотив» і «Кубань» з Краснодара. Закінчив кар'єру Сьомін в 33-річному віці з лише одним трофеєм — Кубком СРСР.
Після закінчення ВШТ Сьомін повернувся тренером у "Кубань". Потім тренував Памір (Душанбе). З 1986 по 2005 р. - московський "Локомотив" (з невеликою перервою 1990-го, коли був тренером-консультантом олімпійської збірної Нової Зеландії). У радянський період був удостоєний звань Заслуженого тренера Російської Федерації (1989) та Таджицької РСР (1985).
З ім'ям Сьоміна пов'язане друге народження "Локомотива" та його затвердження як одного з найкращих футбольних клубів Росії. У вже далекому 1986-му тренер прийняв команду, яка "скотилася" з вищої ліги до першої. Під керівництвом Сьоміна "Локомотив" став чемпіоном Росії (2002), срібним призером чемпіонатів Росії (1995, 1999, 2000, 2001), бронзовим призером (1994, 1998), володарем Кубка Росії (1996,20 Кубка СРСР (1990), півфіналістом Кубка володарів кубків (1998, 1999).
У 1992-1994 та 1996-1999 рр. Сьомін паралельно тренував збірну РФ. У квітні 2005 року прийняв пропозицію очолити національну збірну та залишив "Локомотив". А вже за півроку, після невдалої спроби російської команди пройти у фінальну частину Чемпіонату Світу в Німеччині, головний тренер подав у відставку.
На початку 2006-го очолив тренерський штаб московського "Динамо". І знову через півроку, не знайшовши спільної мови з динамівськими легіонерами, склав повноваження. На запрошення голови ВАТ "Російські залізниці" повернувся до "Локомотиву", але вже на посаду президента клубу. А невдовзі на Сьоміна, який свого часу вивів "залізничників" у лідери російського футболу, поклали і відповідальність за їхній провал у чемпіонаті Росії 2007 року. Клуб посів 7-е місце - найгірше у його новітній історії. Після цього Сьомін та головного тренера Анатолія Бишовця було звільнено.
8 грудня 2007-го стало відомо, що Сьомін запрошений головним тренером київського "Динамо" (у критичний для клубу період, після цілої низки поразок у національних та міжнародних турнірах). Ця новина пролунала доволі несподівано навіть для футбольних фахівців. За словами президента клубу Ігоря Суркіса, контракт із новим наставником підписано на два з половиною роки плюс рік - за домовленістю. Офіційно обійняв посаду 8 січня 2008-го. За неофіційною інформацією, зарплата тренера становитиме 1,5 млн. євро на рік. Для порівняння, Мірча Луческу у донецькому "Шахтарі" отримує 3 млн. євро, а Олег Протасов у "Дніпрі" (Дніпропетровськ) – $1 млн.
Як завив сам Сьомін, який змінив на посаді Йожефа Сабо, перед ним поставлене завдання - вигравати у кожній грі, у всіх турнірах, у яких динамівці мають брати участь. Для досягнення мети головний тренер має намір розпочати із "точкової селекції" в рамках нинішнього складу команди. Якщо не вийде – погляд буде звернений на клубну молодь.
У сезоні 2007-2008 років української Прем'єр-ліги київський клуб посів друге місце, поступившись "одвічному" супернику "Шахтарю". Через рік став чемпіоном.
З 1 червня 2009 року Сьомін знову очолив московський "Локомотив". Контракт було укладено до 31 грудня 2011 року. Проте за згодою сторін контракт було розірвано 30 листопада 2010 р.
23 грудня 2010 року Сьомін підписав контракт із київським «Динамо» терміном на три з половиною роки. 24 вересня 2012 року було відправлено у відставку після серії невдач київського клубу.
29 травня 2013 року став головним тренером азербайджанського клубу «Габала». Під керівництвом російського фахівця «Габала» в сезоні 2013/14 стала бронзовим призером чемпіонату Азербайджану, завоювавши право виступати в Лізі Європи в наступному сезоні і вийшла у фінал Кубка країни. Однак по закінченні сезону Сьомін покинув команду.
27 травня 2014 року став новим головним тренером «Мордовії». Контракт був підписаний на один рік з можливістю продовження ще на один. Тренер неодноразово підкреслював, що його завдання — зберегти для «Мордовії» місце у Прем'єр-лізі, і під його керівництвом команда посіла восьме місце (що стало найкращим результатом в історії клубу). 30 травня 2015 року оголосив про свій відхід з «Мордовії».
18 червня 2015 року Сьомін очолив новачка Прем'єр-ліги «Анжі», підписавши контракт за схемою 1+1. Був звільнений 29 вересня після 10-го туру, коли команда займала в турнірній таблиці 15-те місце.
26 серпня 2016 року був знову призначений головним тренером московського «Локомотива» (вчетверте за кар'єру). У першому матчі після повернення Сьоміна «Локомотив» з рахунком 2:1 здобув перемогу над «Краснодаром».
30.01.2017