Родился 25 марта 1923 года в городе Славянске Донецкой области в семье служащего. Окончил неполную среднюю школу. В Красной Армии с 1940 года. Окончил Ворошиловградскую военную авиационную школу пилотов в 1942 году, КУКС - в 1942 году.

Свой боевой путь Николай Семейко начал в марте 1943 года в составе 75-го гвардейского штурмового авиаполка. Участвуя в боях против немецко-фашистских захватчиков, он совершил 227 успешных боевых вылетов, в результате которых лично уничтожил и повредил 7 танков, 10 артиллерийских орудий, 5 самолетов на вражеских аэродромах, 19 автомашин с войсками и грузами, паровоз, взорвал 2 склада с боеприпасами, подавил 17 огневых точек зенитной артиллерии и уничтожил много другой боевой техники и живой силы противника. 19 апреля 1945 года Н. И. Семейко присвоено звание Героя Советского Союза.

20 апреля 1945 года гвардии капитан Николай Илларионович Семейко геройски погиб, выполняя важное боевое задание в Восточной Пруссии. 29 июня 1945 года он посмертно удостоен второй медали "Золотая Звезда". Награжден так - же многими орденами и медалями.