Екатерина Семенчук родилась в Минске. Окончила Санкт-Петербургскую консерваторию (класс Евгении Гороховской). Была участницей Академии молодых оперных певцов и 2000 году, будучи студенткой консерватории, дебютировала на сцене Мариинского театра сразу в нескольких партиях: Лель в «Снегурочке», Соня в «Войне и мире», Полина и Миловзор в «Пиковой даме», Никлаус в «Сказках Гофмана». Тогда же стала финалисткой конкурса Operalia в Лос-Анджелесе и лауреатом Международного конкурса молодых оперных певцов им. Римского-Корсакова в Санкт-Петербурге (I премия). В 2000 году дебютировала на сцене Ла Скала, а в 2002-м – Метрополитен-оперы в спектакле «Война и мир» Андрея Кончаловского и Георгия Цыпина. В 2001-м вышла в финал конкурса BBC Cardiff Singer of the World.
Сегодня солистка Мариинского выступает в крупнейших оперных театрах Европы и Америки, поет на Зальцбургском и Эдинбургском фестивалях. В сезоне 2016/2017 Екатерина Семенчук исполняет ведущие партии в спектаклях Метрополитен-оперы, Ла Скала, Ковент-Гардена, Римской оперы, Оперы Лос-Анджелеса. В 2016-м артистка дебютировала в Парижской опере (Азучена в «Трубадуре»).
В репертуаре певицы – важнейшие меццо-сопрановые партии итальянской и французской оперы XIX века: Кармен («Кармен»), Амнерис («Аида»), Эболи («Дон Карлос»), Азучена («Трубадур»), Прециозилла («Сила судьбы»), Лаура («Джоконда»), Дидона («Троянцы»), Маргарита («Осуждение Фауста»), Асканио («Бенвенуто Челлини»), Шарлотта («Вертер»), Далила («Самcон и Далила») и др. За последние несколько лет эта коллекция пополнилась Федерикой в «Луизе Миллер» (Опера Сан-Франциско) и Джейн Сеймур в «Анне Болейн» (Венская государственная опера), а также сопрановой партией – леди Макбет в «Макбете» Верди (Дворец искусств королевы Софии в Валенсии и Опера Лос-Анджелеса). К будущему сезону Екатерина Семенчук готовит еще одну сопрановую партию – Сантуццу для постановок «Сельской чести» в Метрополитен-опере и Опере Сан-Франциско.
Екатерина Семенчук исполняла меццо-сопрановые партии в Stabat Mater Перголези и Россини, «Торжественной мессе» Бетховена, в реквиемах Моцарта, Верди, Дворжака, в кантате «Смерть Клеопатры» и симфонии «Ромео и Джульетта» Берлиоза, во Второй, Третьей и Восьмой симфониях Малера, в кантате «Александр Невский» Прокофьева, «Пульчинелле» Стравинского, а также в концерте для ударных, меццо-сопрано и симфонического оркестра «Час души» Губайдулиной.
В концертных программах Екатерины Семенчук звучат вокальные циклы «Песни и пляски смерти» Мусоргского, «Из еврейской народной поэзии» Шостаковича, «Песни об умерших детях» и «Жалобная песня» Малера, «Летние ночи» Берлиоза, «Шехеразада» Равеля. Уделяя много внимания камерной лирике, артистка тесно сотрудничает с пианистами Семеном Скигиным, Дмитрием Ефимовым и Хельмутом Дойчем.
В Мариинском театре Екатерина Семенчук выходила также в партиях русского оперного репертуара: Ольга в «Евгении Онегине» и Любовь в «Мазепе», Кончаковна в «Князе Игоре» и Марина Мнишек в «Борисе Годунове», Отрок в «Сказании о невидимом граде Китеже и деве Февронии», Лаура в «Каменном госте», Бланш в «Игроке». На мариинской сцене она пела Иокасту в «Царе Эдипе», Фрику в «Золоте Рейна» и «Валькирии», Фенену в «Набукко» и др. В прошлом сезоне Екатерина Семенчук исполнила титульную партию на премьере постановки «Самсона и Далилы», в нынешнем — дебютировала в партии принцессы де Буйон на премьере «Адрианы Лекуврер».
В 2005 году выступила на церемонии бракосочетания Принца Уэльского Чарльза и Камиллы Паркер-Боулз в Часовне Св. Георгия в Виндзорском замке, где исполнила «Символ веры» Гречанинова.
Дискография: Russian Songs (Harmonia Mundi, 2005), «Царь Эдип» Стравинского (лейбл Mariinsky, 2010), Magnificat – Gloria Джузеппе Сарти (Sony Classical, 2012), «Дон Карлос» (DVD, ORF/ Зальцбургский фестиваль, 2013).