1965. gadā viņu uzaicināja mācīties sporta skolā Rīgā viņas neparasti garā auguma dēļ. 1967. gadā trenera Strupovica vadībā viņa kopā ar Latvijas jauniešu izlasi izcīnīja savu pirmo zelta medaļu PSRS skolēnu spartakiādē. 15 gadu vecumā 2,12 metrus garā basketboliste sāka spēlēt TTT Rīga pieaugušo komandā, no 1975. līdz 1987. gadam bija komandas kapteine.[5] No 1967. līdz 1989. gadam viņa TTT komandas sastāvā kļuva par desmitkārtēju Eiropas čempionvienību kausa ieguvēju un piecpadsmitkārtēju PSRS čempioni. TTT ierakstīta Ginesa rekordu grāmatā kā komanda, kas 18 reizes kļuva par Eiropas čempionvienību. 1971. gadā viņa kļuva par PSRS Nopelniem bagāto sporta meistari.
PSRS izlasē aizvadīja 18 sezonas no 1968. līdz 1986. gadam, kuru laikā nepiedzīvoja nevienu zaudējumu.[6][7] Kopā ar PSRS izlasi Semjonova uzvarēja divās Olimpiskajās spēlēs, 3 reizes Pasaules čempionātā, 1973. gadā uzvarēja Universiādes basketbola turnīrā un 10 reizes triumfēja Eiropas čempionātā. No 1970. līdz 1985. gadam U. Semjonovu 12 reizes atzīna par Latvijas populārāko sportisti.[6]
No 1988. līdz 1992. gadam viņa bija LOK viceprezidente, no 1991. gada Latvijas olimpiskās komitejas sociālā fonda prezidente. 1993.gada 10.maijā U. Semjonova kā pirmā eiropiete tika izvirzīta uzņemšanai basketbola slavas zālēSpringfīldā, ASV, kur tajā pašā gadā tika uzņemta.[8] 1995. gadā viņa saņēma ceturtās šķiras Triju Zvaigžņu ordeni par īpašiem nopelniem Latvijas labā, kas ir Latvijas augstākais apbalvojums.
Pēdējos dzīves gados Semjonovai bija nopietnas veselības problēmas, 2022. gadā viņai amputēja kāju. Mirusi 2026. gada 8. janvārī.[9]
12Pēteris Apinis. 100 Latvijas personību. "Nacionālais apgāds" un "Lauku avīze", 2006. 200.lpp. ISBN9984-26-269-3.
12Uļjana Semjonova, Inita Kresa. Kad es biju laimīga. Rīga: Latvijas Olimpiskā komiteja, 1996. 8.lpp. ISBN9984-10-001-4. Kad mātei 1952. gada 9. martā sākās dzemdību sāpes, tēvs, daudz nedomādams par to, kurā republikā viņai vajadzētu dzemdēt, aizveda grūtnieci uz tuvāko vietu — Zarasiem (Lietuvā). [..] Piedzimu Lietuvā.