Родился 24 марта 1919 года в селе Бейзимовка, ныне Чудновского района Житомирской области, в семье крестьянина. Окончил 7 классов неполной средней школы. Работал на заводе "Прогресс" в городе Бердичев. С 1938 года в Красной Армии, в том же году окончил Одесскую военную авиационную школу пилотов. Участник советско - финской войны 1939 - 1940 годов. В 1941 году окончил курсы усовершенствования командного состава.

На фронтах Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Сражался в составе 512-го и 237-го истребительных авиационных полков, был командиром звена.

К январю 1943 года инспектор - лётчик по технике пилотирования 220-й истребительной авиационной дивизии ( 16-я Воздушная армия, Донской фронт ) капитан З. В. Семенюк совершил 357 боевых вылетов, в 95 воздушных боях лично сбил 14 и в составе группы 4 самолёта противника.

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

Всего произвёл около 500 успешных боевых вылетов. Участвуя в 100 воздушных боях, уничтожил 17 вражеских самолётов лично и 4 в группе с товарищами.

После окончания войны продолжал служить в ВВС. В 1949 году окончил Высшие лётно - тактические курсы усовершенствования офицерского состава, позднее - Военно - Воздушную Краснознаменную академию. Командовал полком и дивизией.

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

Полковник З. В. Семенюк погиб 17 мая 1958 года в авиационной катастрофе.