Lõpetanud Moskva õhtukeskkooli, alustas ta 1934 Sojuzkinohronika Moskva stuudios operaatori assistendina. Õppis 1935–39 Kinematograafiainstituudis loominguliste töötajate kvalifikatsiooni tõstmise kursustel.

1939 saadeti ta filmima võidukat pealetungi Vene-Soome sõjas; tema võtted Karjala maakitsuselt pandi propagandafilmi "Mannerheimi liin" (1940). Semjon Školnikov oli üks 258 Vene filmioperaatorist (ja elas neist kõigist kõige kauem), keda saadeti sõjarindeile innustavat kinokroonikat tegema.

Pärast sõdurina luurerühmas teenimist jätkas ta 1942. aastast rindeoperaatorina. Školnikov jäädvustas lahingut Kurski kaarel ning Valgevene, Vilniuse, Riia ja Budapesti ülevõttu nõukogude vägede poolt. Tšernogooria ja Sloveenia partisanide filmimise eest autasustati meest Jugoslaavia ordeniga.

1945–48 töötas ta filmioperaatorina Dokumentaalfilmide Keskstuudios.

1946 sattus Semjon Školnikov Eestisse, et aidata vändata "vabastatud" vabariigist propagandafilmi "Nõukogude Eesti", mis sai Stalini preemia. 1948. aastast sai temast aastakümneteks Tallinna Kinostuudio (hilisema nimega Tallinnfilm) kroonika- ja dokumentaalfilmide operaator ja režissöör.

Semjon Školnikov on kolmekordne Stalini preemia laureaat (1943, 1947, 1951), Tallinna aukodanik, Eesti NSV rahvakunstnik (1978) ja Eesti Kinoliidu liige (1957). Tema elutööd on tunnustatud Vene Filmioperaatorite Gildi preemiaga "Must Kvadraat" (2005) ja Vene rahvusliku filmiauhinnaga Nika (2005).

Školnikovi sulest ilmus kaks mälestusteraamatut. Talle on pühendatud Igor Ruusi ja Heli Speegi dokumentaalfilm "Igaviku seisukohalt" (2002, Estoniafilm), V. Lisakovitši dokumentaalfilm "Семен Школьников… И я снимаю все это" (2003, Союзкиносервис) ning Peterburi filmitudengi Aljona Suržikova 20minutine dokumentaalfilm "Semjon Školnikovi sõda ja rahu" ("Война и мир Семена Школьникова", 2008).

Semjon Školnikov oli üks Tallinnfilmi dokumentalistika rajajatest. Tema loominguline pärand seisneb eelkõige selles, et ta on hulgaliselt jäädvustanud kinolindile Eesti elu. Školnikov oli 1948–85 operaatoriks ja/või režissööriks 377 kinoringvaate "Nõukogude Eesti" juures.

Ta tegi režissöörina 60 dokumentaalfilmi, millest tuntuimad on "Seal, kus elas Hemingway" (1964), "Olen valmis, ma lähen…" (1967, Boris Vildest), "Laululeek", "Üks öö" (mõlemad 1969), "Kunstnik Peeter Linzbach" (1973), "Emissarid" (1974), "Kellamäng" (1977), "Anna Aaveri argipäev" (1981) ja "Merevaigumaa Baltikum" (1985).

Kaheksa tõsielufilmi juures (1969–74) oli (kaas)operaatoriks tema poeg Viktor Školnikov. Semjon Školnikov oli mängufilmide "Jahid merel" (1955), "Tagahoovis" (1956), "Juunikuu päevad" (1957), "Veealused karid" (1959) ja "Juhuslik kohtumine" (1961) operaator.

1970 lavastas ta oma ainsa mängufilmi "Varastati Vana Toomas".