Родился в селе Павловске Липовецкого уезда Киевской губернии в семье Иосифа Тимофеевича Семашко, небогатого дворянина, ставшего затем униатским священником. го детство прошло в православном (малорусском) окружении; по воскресным дням и праздникам родитель посылал его к службе в православный храм. С юных лет отличался трудолюбием и тягой к знаниям. В 1816 году первым учеником окончил немировскую школу, всё преподавание в которой велось на польском языке; в 1820 году — Главную духовную семинарию при Виленском университете со степенью магистра богословия. Обучение в учебных заведениях, в которых царил польский дух, не только не ополячило Иосифа Семашко, но наоборот усилило в нём русофильские настроения. 6 октября 1820 года был посвящён в иподиакона; 26 декабря того же года — в диакона. 28 декабря 1821 года по предложению Луцкого грекокатолического епископа принял сан священника без вступления в супружество. В 1829 году принял монашеский постриг; 4 августа того же года в Петербурге был хиротонисан во епископа (униатского) Мстиславского, викария Полоцкой епархии; 2 апреля 1833 года Высочайше определён епископом Литовской греко-униатской епархии.
В 1833 году обращался с просьбой о личном присоединении к православию; однако российские власти предложили ему не идти на этот шаг, обещая активизировать процесс присоединения униатов и предоставить епископу Семашко более широкие возможности для этой деятельности. Одним из стимулов для правительства пойти навстречу инициативам епископа стало подавление польского восстания 1830—1831 годов, после которого правительство начало существенно ограничивать возможности Римско-католической церкви. С 1833 году Иосиф Семашко стал Литовским епархиальным греко-униатским епископом, оставаясь при этом членом греко-униатской коллегии. В этом качестве предпринимал решительные шаги по введению в епархии православных традиций — в церквях возводились иконостасы, богослужения проводились по служебникам московской печати, из храмов убирались органы. Часто посещал приходы, вступал в конфликты с той частью духовенства, которая продолжала ориентироваться на Рим. Был противником индивидуальных присоединений униатов к православию, считая, что такие обращения лишь препятствуют реализации его плана. В 1835 году был назначен членом особого секретного комитета, образованного для направления униатских дел, и членом комиссии духовных училищ, которой подчинялись все униатские духовно-учебные заведения.
К 1837 году под влиянием епископа большинство грекокатолических священников письменно подтвердили свою готовность присоединиться к православию. В том же году грекокатолическая церковь была подчинена ведению обер-прокурора Святейшего Синода. В 1838 году скончались два униатских архиерея, выступавших против присоединения к православию — председатель грекокатолической коллегии митрополит Иосафат Булгак и епископ Иоасаф Жарский. 2 марта 1838 года председателем коллегии стал Иосиф Семашко. К этому времени все три оставшихся униатских епископа были сторонниками присоединения к православию.
12 февраля 1839, в Неделю православия, в Полоцке во время его совместного служения с 2-мя другими сочувствовавшими его делу униатскими архиереями — Полоцого Василия (Лужинского) и викарного епископа Брестского Антония (Зубко) — был принят акт присоединении униатской церкви к православной и составлено всеподданнейшее прошение о том государю с приложением 1305 подписей духовных лиц; последнее было Высочайше одобрено 25 марта того же года[3]. В связи с этим событием была отчеканена специальная медаль с надписью «Отторгнутые насилием (1596) воссоединены любовию (1839)». Всего в православие перешло свыше 1600 приходов с более чем 1 млн 600 тыс. верующих. Одновременно к императору обратились 111 священников западных епархий с просьбой сохранить унию и разрешить использование униатских служебников. Но их запретили в священнослужении и перевели на должности пономарей, а наиболее упорствующих выслали в Сибирь административным порядком. 30 марта 1839 года греко-униатская духовная коллегия была переименована в Белорусско-Литовскую, председателем которой стал владыка Иосиф с возведением в сан архиепископа.
В православие перешло свыше 1.600 приходов и более 1 млн 600 тысяч человек. Писал мемуары; его «Записки» в трёх томах были опубликованы в Санкт-Петербурге в 1883 году. Был знаком с многими выдающимися мыслителями современности, такими как Н. М. Карамзин, А. С. Шишков и другими. Особенно близко ему было общественно-политическое течение «западноруссизм», деятели которого, такие как М. О. Коялович и его историческая школа, выступали за единство русского народа в трёх его ветвях — белорусской, великорусской и малорусской, боролись против польского католического засилья в западнорусских областях.
