Весной 1918 года, Семёнов поехал к родителям в Самару на каникулы, где его застал мятеж Чехословацкого корпуса. В июне 1918 власть в Самаре перешла к эсеровскому Комучу (Комитету членов Учредительного собрания). В июле Семёнов пошёл добровольцем в белогвардейскую народную армию, служил коноводом в артиллерийской батарее. Прослужив 3 недели, Семёнов получил сообщение о тяжёлой болезни отца (который вскоре умер) и добился отпуска домой. В Самаре он «устроил себе перевод во вновь формирующуюся Уфимскую батарею», однако по дороге к новому месту службы дезертировал и поехал в Томск, который был ближайшим к нему доступным по условиям войны университетским городом. Около двух лет, с сентября 1918 года по март 1920 года (с перерывом), учёный работал в Томском университете и Томском технологическом институте. В сентябре 1919 года Семёнов был мобилизован в Колчаковскую армию и попал сперва в Томский артиллерийский дивизион, а через месяц, благодаря ходатайству университетских профессоров, был переведён в радиобатальон и откомандирован в Технологический институт, где продолжил научные исследования. В декабре 1919 года Томск заняла Красная Армия, радиобатальон перешёл в её состав, а Семёнов распоряжением коменданта Томска уволен со службы и продолжил научно-преподавательскую работу.