Екатерина Семенчук родилась в Минске. Окончила Санкт-Петербургскую государственную консерваторию имени Н. А. Римского-Корсакова (2001, класс Евгении Гороховской). Удостоена премий на Всероссийском конкурсе молодых вокалистов имени Надежды Обуховой в Липецке и Международном конкурсе молодых оперных певцов имени Н. А. Римского-Корсакова в Санкт-Петербурге, а также специального приза «Надежда» на Международном конкурсе Елены Образцовой.
В 1999 году дебютировала в Мариинском театре, в 2000-м приняла участие в гастролях труппы в театре Ла Скала (партия Сони в опере «Война и мир» Прокофьева) и Зальцбурге (Полина в «Пиковой даме» Чайковского).
В настоящее время – ведущая солистка Мариинского театра. Сотрудничает с крупнейшими театрами Европы и Америки, среди которых Метрополитен-опера (Нью-Йорк), театры Ла Скала (Милан), Арена ди Верона, Сан-Карло (Неаполь), Ковент-Гарден (Лондон), Венская государственная опера, Берлинская государственная опера, Баварская государственная опера, Парижская национальная опера, Театр Елисейских Полей (Париж), Римская опера, Королевский театр Мадрида, Опера Цюриха, театры Копенгагена, Варшавы, Монте-Карло, Кальяри, Лос-Анджелеса, Сан-Франциско, Вашингтона, Далласа. Выступает на Зальцбургском и Эдинбургском фестивалях, фестивалях в Экс-ан-Провансе, Вербье, Баден-Бадене, Люцерне, Стрезе, Тэнглвуде, Чикаго, Цинциннати, «Звезды Белых ночей» в Санкт-Петербурге, Московском Пасхальном фестивале, «Казанская осень», «Опера Априори», фестивале Ильдара Абдразакова и других.
Певица получила признание как исполнительница партий в операх Верди. Среди них Азучена («Трубадур»), Принцесса Эболи («Дон Карлос»), Амнерис («Аида»), Леди Макбет («Макбет»), Федерика («Луиза Миллер»), Прециозилла («Сила судьбы») и Фенена («Набукко»). Также в ее обширном репертуаре – Дидона («Троянцы» Берлиоза), Далила («Самcон и Далила» Сен-Санса), Кармен («Кармен» Бизе), Шарлотта («Вертер» Массне), Принцесса де Буйон («Адриана Лекуврёр» Чилеа), Сантуцца («Сельская честь» Масканьи), Лаура («Джоконда» Понкьелли), Джейн Сеймур («Анна Болейн» Доницетти), Никлаус («Сказки Гофмана» Оффенбаха), Фрика («Золото Рейна» и «Валькирия» Вагнера), Марфа и Марина Мнишек («Хованщина» и «Борис Годунов» Мусоргского), Иоанна д’Арк и Ольга («Орлеанская дева» и «Евгений Онегин» Чайковского), Кончаковна («Князь Игорь» Бородина), Лель («Снегурочка» Римского-Корсакова), Лаура («Каменный гость» Даргомыжского), Иокаста («Царь Эдип» Стравинского), Мадемуазель Бланш («Игрок» Прокофьева), Катерина Измайлова («Леди Макбет Мценского уезда» Шостаковича).
В 2020 году Екатерина Семенчук дебютировала в Большом театре России в партии Любавы в опере «Садко» Римского-Корсакова (премьера, режиссер – Дмитрий Черняков). В 2021 году за эту работу удостоена Российской национальной театральной премии «Золотая маска» в номинации «Лучшая женская роль в опере».
В концертных программах исполняла сольные партии в реквиемах Моцарта, Верди и Дворжака, Stabat Mater Перголези и Россини, «Торжественной мессе» и Девятой симфонии Бетховена, драматической симфонии «Ромео и Джульетта», драматической легенде «Осуждение Фауста» и кантате «Смерть Клеопатры» Берлиоза, «Поэме любви и моря» Шоссона, симфониях и кантате «Жалобная песнь» Малера, кантате «Александр Невский» Прокофьева, «Пульчинелле» Стравинского, «Часе души» Губайдулиной; а также вокальные циклы «Песни и пляски смерти» Мусоргского, «Из еврейской народной поэзии» Шостаковича, «Песни об умерших детях» Малера, «Летние ночи» Берлиоза, «Шехеразада» Равеля и другие, камерную вокальную лирику.
Выступления певицы проходили в крупнейших залах мира, она сотрудничала со многими известными оркестрами, знаменитыми дирижерами и режиссерами, среди которых Валерий Гергиев, Джеймс Левайн, Зубин Мета, Шарль Дютуа, Даниэль Баренбойм, Джеймс Конлон, Антонио Паппано, Роберто Аббадо, Джанандреа Нозеда, Никола Луизотти, Джеймс Гаффиган, Густаво Дудамель, Даниэле Гатти, Кристиан Тилеман, Кирилл Петренко, Михаил
Юровский, Василий Петренко, Франко Дзеффирелли, Дэвид Маквикар, Дэвид Бёш, Франческа Замбелло, Уго де Ана, Даниэле Финци Паска, Петер Штайн, Франсиско Негрин, Дэвид Олден, Роберт Карсен, Пьер Луиджи Пицци, Гарри Купфер. В сольных концертах выступала с пианистами Дмитрием Ефимовым (записанный с ним концерт певицы в Большом зале Московской консерватории вошел в «золотую коллекцию» телеканала «Культура»), Семёном Скигиным, Василием Поповым, Хельмутом Дойчем.
В начале сезона 2021/22 выступила в Баварской государственной опере (Мюнхен) на гала-концерте с тенором Петром Бечалой (дирижер – Владимир Юровский). В планах певицы – постановки «Макбета» и «Троянцев» в Мюнхене, «Кармен» в дрезденской Земпер-опере, «Анны Болейн» (партия Джейн Сеймур) в Венской государственной опере и дебют на фестивале в Байройте.
Екатерина Семенчук записала альбом русских романсов Russian Songs с Ларисой Гергиевой, «Семь романсов на стихи А. Блока» Шостаковича с трио Wanderer, сборник романсов Чайковского в Доме-музее композитора в Клину; участвовала в записи «Магнификата» и «Глории» Джузеппе Сарти, опер «Царь Эдип» Стравинского, «Аида» Верди (оркестр и хор римской Академии Санта-Чечилия, премия «Запись года» от BBC Music Magazine), «Трубадур» и «Дон Карлос» Верди, «Кармен» Бизе.
Удостоена звания «Заслуженная артистка Республики Северная Осетия – Алания».
