Semjonow kam in einer Kosakensiedlung in der Transbaikalregion zur Welt. Er begann seine militärische Karriere 1911 mit dem erfolgreichen Abschluss der Militärschule von Orenburg. Er nahm als der zaristischen Armee im Rang eines Jesaul am Ersten Weltkrieg teil. Für seinen Einsatz in Polen wurde er mit dem Georgskreuz der 4. Klasse und dem Ehrenschwert ausgezeichnet. Nach der Februarrevolution 1917 entsandte ihn im Juli 1917 die provisorische Regierung Semjonow als Kommissar in die Baikalregion, um revolutionäre Truppen auszuheben. Nach der Oktoberrevolution unternahm er eine gescheiterte Erhebung gegen die Bolschewiki, weshalb er sich kurzzeitig in die Mandschurei absetzen musste. Im August 1918 gelang es ihm dann mit Hilfe der Tschechoslowakischen Legionen, seinen ehemaligen Einflussbereich in der Baikalregion zurückzugewinnen.