Народилася в родині службовця, який рано помер, залишивши шістьох дітей. Через деякий час з'явився вітчим — Микола Олександрович Шелоумов, робочий Петроградського заводу. Життя дівчинки змінила подруга її матері, Катерина Георгіївна Карина, непрофесійна любителька балету, але вела танцювальний гурток, куди і стала ходити юна Марина; там вона вперше вийшла на сцену в одній з дитячих вистав. За порадою тієї ж Катерини Георгіївни Марину вирішили віддати вчитися в хореографічне училище.
Свою першу партію Марина Семенова станцювала у тринадцятирічному віці. Це був одноактний балет Льва Іванова«Чарівна флейта». Все ж справжнім сценічним дебютом балерини Семенової слід вважати її виступ в балеті «Дон Кіхот». У вечір прем'єри разом з юною Семеновою на сцену вийшла прекрасна Вікторина Крігер — прославлена балерина Большого театру.
Ще в 1930 році, переїхавши до Москви, стала цивільною дружиною відомого радянського державного діяча Л. М. Карахана. Проте через кілька років, у кривавому 37-му він був заарештований. 20 вересня 1937 Військовою колегією Верховного Суду засуджений до смертної кари. Розстріляний у той же день в будівлі ВКВС (кремований в Донському крематорії; посмертно реабілітований у 1956).
Знімалася в кінофільмах «Концерт-вальс» (1941) і «Великий концерт» (1951). У переможному 1945-му виконувала в опері «Іван Сусанін» в танцювальній сцені вальс.
У 1954—1960 роках Марина Семенова викладала в Московському хореографічному училищі (нині Московська державна академія хореографії). У 1960 році вона стала одним з перших педагогів, які почали навчання майбутніх педагогів репетиторів в Державному інституті театрального мистецтва імені А. В. Луначарського (нині Російська академія театрального мистецтва). З 1997 року — професор РАТІ. В 1960 у М. Семенова, одна з перших у країні розпочала підготовку студентів за спеціальністю «педагог-репетитор».
Дочка від Всеволода Аксьонова — Катерина Аксьонова, в минулому артистка балету Великого театру, заслужена артистка Росії, пізніше перейшла на педагогічну роботу.
.svg){kind=small}
