Vladimir Semakov commence sa carrière internationale en 2004 avec la Russie, avec qui il gagne une médaille d'argent en relais aux Championnats d'Europe 2010. Il obtient sa première sélection en Coupe du monde en 2010 à Östersund. Il revient à ce niveau lors de la saison 2014-2015 avec l'équipe ukrainienne, puis marque ses premiers points lors de la suivante. Il reçoit sa première sélection pour des Championnats du monde en 2017 à Hochfilzen, terminant notamment sixième du relais.