После сиднейской Олимпиады Семёнов остался в составе российской легкоатлетической сборной на ещё один олимпийский цикл и продолжил принимать участие в крупнейших международных турнирах. Так, в 2001 году он стал серебряным призёром в беге на 400 метров на зимнем чемпионате России в Москве, тогда как на чемпионате мира в помещении в Лиссабоне совместно с Борисом Горбанем, Александром Ладейщиковым, Русланом Мащенко и Дмитрием Форшевым завоевал серебряную медаль в программе эстафеты 4 × 400 метров, уступив в финале только команде Польши. Показанный ими результат 3:04,82 поныне остаётся национальным рекордом России в данной дисциплине. Позже Семёнов занял второе место на Кубке Европы в Бремене, на летнем чемпионате России в Туле добавил в послужной список серебряную награду, полученную на дистанции 400 метров, бежал эстафету на чемпионате мира в Эдмонтоне.