Анатолій народився 18 січня 1981 року в місті Рені Одеської області. Навчався на відділенні футболу в Харківському державному вищому училищі фізичної культури №1. Згодом закінчив Комратський державний університет у Республіці Молдова за спеціальністю «Право». Також пройшов курси в Академії Сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного у Львові. Постійно займався спортом. Вивчав іноземні мови.
З 2006 року чоловік стояв на захисті України. Пройшов шлях від солдата до офіцера ЗСУ. Брав участь в українських миротворчих місіях у Косові та Конго, потім воював в АТО/ООС. Під час повномасштабного вторгнення Анатолій був командиром роти 30-ї окремої механізованої бригади імені князя Костянтина Острозького.
«Мужній і справедливий, завжди вимогливий до себе і водночас чуйний і виважений до оточуючих. Капітан Сємєнєнко був прикладом моральних цінностей і якостей. Він вмів гармонійно поєднувати у собі відвагу, сміливість, військову гідність і скромність одночасно. Для нього життя інших було завжди важливішим за своє. Він був тим, хто вів за собою. Сумлінно виконував поставлені бойові завдання. Людина із щирою і глибокою душею. Надійний друг і побратим. Люблячий син і брат. Найкращий, люблячий чоловік і взірцевий, турботливий батько двох синів. Таким він був і назавжди залишиться в наших серцях», – написали близькі.
«Анатолію, Ви пройшли шлях від солдата до офіцера. Зробили це гідно, взірцево. Завжди вимагали від себе досконалості, були прикладом для мене та для багатьох в самодисципліні. Ви були прекрасним командиром та воїном. Буду з теплом згадувати наші довгі пробіжки та кросфіт, спільну службу. Слава Вам! Пам‘ятатимемо завжди», – написав Сергій Собко, офіцер ЗСУ.
За зразкове виконання військового обов'язку та високий професіоналізм Анатолія Сємєнєнка відзначили багатьма нагородами, зокрема, орденом «За мужність» ІІІ ступеня та орденом Богдана Хмельницького ІІІ ступеня.
У захисника залишилися дружина, двоє синів, брат і мати.
