Tridsaťosemročný Semin bol v roku 2002 draftovaný klubom NHL Washington Capitals, za ktorý debutoval v sezóne 2003/04. V úvodnom ročníku nazbieral 22 bodov (10+12) v 52 zápasoch. Do Washingtonu sa vrátil o tri roky neskôr a v tíme pôsobil do konca sezóny 2011/12. V 468 dueloch strelil 202 gólov, ku ktorým pridal 218 asistencií.

Ešte raz odišiel za veľkú mláku a bol hráčom Caroliny i Montrealu. V Európe sa usadil počas sezóny 2015/16 v KHL. Kariéru uzavrel na jar 2021 v drese Víťaz Podoľsk, kde nosil kapitánske céčko. Na konte má dve zlaté medaily z MS (2008, 2012), jednu striebornú (2010) a bronzovú (2005). Získal tiež prestížny Gagarinov pohár s Magnitogorskom (2016).