Двоюродный племянник путешественника Петра Петровича Семёнова-Тян-Шанского. Был близко знаком со многими выдающимися деятелями русской культуры: переписывался с И. А. Буниным, был знаком с В. П. Зубовым, С. П. Дягилевым, В. Ф. Нижинским, И. Ф. Стравинским, Л. Ф. Мясиным. Среди его знакомых были Сальваторе Квазимодо, Амадео Модильяни и Пабло Пикассо[1].
Родился в Москве. Детство провёл в имении рано овдовевшей матери в деревне Кикино (Богородицкое) Ряжского уезда Рязанской губернии; отец — Николай Михайлович Семёнов (1829—1877), мать — Мария Леонтьевна Епанчина[2].
В результате детской травмы (ожог лица) у Семёнова развилось нервное расстройство. Он страдал депрессиями, чередовавшимися с периодами активности, что сделало невозможным систематическое образование. Сменив несколько гимназий в Москве, Рязани, Орле, Туле, в 1892 году сдал фиктивный экзамен на аттестат зрелости в Коломне. В том же году поступил в Московское училище живописи, ваяния и зодчества, но вскоре был отчислен за невнесение платы. В следующем году за участие в студенческой политической сходке арестован. Избежал наказания вследствие заступничества дяди-сенатора. В поисках заработка переехал в Петербург, работал в Комиссии по переписи населения при Петербургском университете, поступил вольнослушателем на естественнонаучный факультет университета. Увлекшись учением Л. Н. Толстого, подружился с толстовцами П. И. Бирюковым, Л. А. Сулержицким, будущим большевиком В. Д. Бонч-Бруевичем. Помогал голодающим, работал санитаром в холерном бараке, участвовал в народническом и социал-демократических кружках. Чтобы избежать уголовного преследования за отказ от военной службы, в 1893—1896 годах работал учителем в начальной школе с. Еголдаево Ряжского уезда Рязанской губернии. В Рязани познакомился с политическими ссыльными, в том числе с Г. А. Джаншиевым, П. Н. Милюковым, Н. А. Рубакиным[3].
С октября 1896 года Семёнов вновь в Петербурге, с ноября — под надзором полиции за распространение социал-демократической литературы. С марта 1897 года был издателем журнала «Новое слово». Для покупки журнала Семёнов взял крупный кредит под залог имения Алмазовка Рязанской губернии, принадлежавшего его брату и полному тёзке. В «Новом слове», ставшем первым легальным марксистским изданием в России. В декабре 1897 года журнал был запрещён. В этот период Семёнов вступил в брак с богатой женщиной (в мемуарах он называет её «княгиней»), намереваясь использовать её состояние для нужд революции, но жена вскоре бросила его, уехав за границу[4].