Родился 15 февраля 1917 года в Минске, в семье рабочего. Окончил 7 классов и школу фабрично - заводского ученичества. Работал учеником помощника машиниста, слесарем в паровозном депо станции Орша, мастером по ремонту паровозов. С 1938 года в Красной Армии. В 1940 году окончил Батайскую военную авиационную школу лётчиков.

В боях Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Был командиром звена, потом эскадрильи. Участник боёв в небе Сталинграда.

16 октября истребители 220-й ИАД сбили 9 и подбили 4 немецких самолёта. Одну из воздушных побед записал на свой боевой счёт и капитан З. В. Семенюк.

Отличился он и 2 июня 1943 года в воздушном бою под городом Курском. В другой раз, будучи ведущим группы из 6 самолётов, вступил в бой с 18 бомбардировщиками и 8 прикрывающими их истребителями, сбил 3 вражеские машины. Группа потерь не имела.

К февралю 1944 года командир эскадрильи 40-го Гвардейского истребительного авиационного полка ( 8-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 5-й истребительный авиационный корпус, 2-я Воздушная армия, 1-й Украинский фронт ) гвардии капитан И. И. Семенюк совершил 278 боевых вылетов, в воздушных боях лично сбил 16 и в группе 8 самолётов противника.

1 июля 1944 года за мужество и воинскую доблесть, проявленные в боях с врагами, ему было присвоено звание Героя Советского Союза.

Всего совершил 430 успешных боевых вылетов. Участвуя в 125 воздушных боях, уничтожил 19 вражеских самолётов лично и 8 - в группе с товарищами. За время войны освоил истребители: И-16, ЛаГГ-3, Ла-5, Ла-7.

После окончания войны Иван Иванович продолжал служить в ВВС.

С июня 1961 года Гвардии Полковник И. И. Семенюк - в запасе. Жил и работал в Минске.

Награждён орденами Ленина ( дважды ), Красного Знамени ( дважды ), Отечественной войны 1-й степени, Красной Звезды ( дважды ), медалями.

Умер 26 апреля 1973 года.