Родился 24 марта 1919 года в селе Бейзимовка ныне Чудновского района Житомирской области (Украина). Украинец. В 1933 году окончил 7 классов школы в селе Карповцы (Чудновский район), в 1935 году – ФЗУ. Работал котельщиком-сборщиком на заводе «Прогресс» в городе Бердичев (Житомирская область). В 1937 году окончил Винницкий аэроклуб.
В армии с марта 1938 года. В 1938 году окончил Одесскую военную авиационную школу лётчиков. Служил в строевых частях ВВС (в Московском и Ленинградском военных округах).
Участник Советско-финляндской войны: в феврале-марте 1940 – командир звена 153-го истребительного авиационного полка. Совершил несколько боевых вылетов на истребителе И-153, был награждён медалью «За отвагу».
В 1941 году окончил Полтавские курсы усовершенствования штурманов ВВС.
Участник Великой Отечественной войны: в июле-октябре 1941 – командир звена истребительной авиаэскадрильи Полтавских авиакурсов; в октябре 1941-январе 1943 – заместитель командира авиаэскадрильи и штурман 512-го истребительного авиационного полка. Воевал на Юго-Западном, Донском и Сталинградском фронтах. Участвовал в оборонительных боях на Украине, в районе Ростова-на-Дону и Харькова, в Сталинградской битве. 5 августа 1942 года был сбит в воздушном бою, совершил вынужденную посадку на передовой. К январю 1943 года совершил 357 боевых вылетов, из них: на сопровождение штурмовиков и бомбардировщиков – 149, на разведку – 67, на штурмовку аэродромов и войск – 22, остальные вылеты на прикрытие своих войск на поле боя. Провёл 95 воздушных боёв, в ходе которых лично сбил 14 и в составе группы 4 самолёта противника. Совершил 23 вылета на разведку особо важных объектов.
За мужество и героизм, проявленные в боях, Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 января 1943 года капитану Семенюку Захару Владимировичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
В январе 1943-марте 1945 (c октября 1944 года не летал по состоянию здоровья) – лётчик-инспектор по технике пилотирования 220-й (с февраля 1943 года – 1-й гвардейской) истребительной авиационной дивизии. Воевал на Южном, Степном, Центральном и 1-м Белорусском фронтах. Участвовал в Курской битве, освобождении Левобережной Украины и Белоруссии. Всего за время войны совершил 453 боевых вылета на истребителях И-16, ЛаГГ-3, Як-1, Як-7 и Р-39 «Аэрокобра», в 107 воздушных боях сбил лично 16 и в составе группы 5 самолётов противника.
С марта 1945 года обучался в Военно-воздушной академии (Монино), но в октябре 1945 года был отчислен по состоянию здоровья. В 1945-1947 – начальник отделения перелётов Управления Штаба ВВС Таврического военного округа.
В 1947 году вернулся на лётную работу, стал заместителем командира истребительного авиаполка (в Таврическом военном округе). В 1949 году окончил Липецкие высшие офицерские лётно-тактические курсы. Командовал истребительным авиаполком в авиации ПВО (на Дальнем Востоке). С 1954 года – заместитель командира, а с 1955 года – командир 254-й истребительной авиадивизии (Амурская армия ПВО). С июня 1956 года – заместитель командира и командир 82-й истребительной авиадивизии (Куйбышевский корпус ПВО).
Жил в Хабаровске, с 1956 года – в городе Куйбышев (ныне – Самара). Полковник З.В.Семенюк погиб при выполнении полёта на самолёте 17 мая 1958 года. Похоронен на Марковском кладбище в городе Йошкар-Ола (Республика Марий Эл).
Его именем названа улица в городе Йошкар-Ола (Республика Марий Эл).