Elle est la soeur jumelle de Vita Semerenko qui font partie des sportives les plus populaires de l'Ukraine. Ensemble elles ont remporté la médaille d'argent mondiale en 2013 puis le titre olympique en 2014 avec le relais. Championne du monde de la mass-start en 2015 (2eme avec le relais en 2008 et 2013 ; 3eme de l'individuel en 2013, du sprint en 2015 et avec le relais en 2019). Sept fois championne d'Europe : du relais en 2008, 2009, 2011, 2012 et 2015, du relais mixte en 2020 et du sprint en 2009 (3 autres médailles d'argent et une de bronze). 3eme de la Coupe du Monde au classement général en 2015 (2eme de la mass-start et 3eme de la poursuite). Son vrai prénom est Valentyna.