Родился в 1642 году в городе Тобольск, Русское Царство.
Семён в 1668 году начал государеву службу рядовым казаком. В 1682 за усердие по службе получает звание сына боярского и переводится в родной Тобольск, поступая на государеву службу.

Деятельность Семена Ремезова разнообразна.
Принимал участие в отражении набегов с территории современного Казахстана, основывал новые сёла, проводил перепись населения.
В 1697 году был архитектором и руководителем строительства единственного каменного Кремля на территории Сибири в Тобольске. Он составил чертежи каменных укреплений города, рассчитал смету работ и руководил строительством.
По чертежам Ремезова были построены не только Тобольский кремль, но и важнейшие административные здания города: Приказная палата, Гостиный двор. Им был разработан образцовый проект каменного дома для массовой частной застройки.
В Тюмени в Троицком монастыре по проекту Ремезова построена Петропавловская церковь. Он составил не только планы казённого металлургического Каменского завода, но также чертежи производимых на нём артиллерийских орудий и ядер.
В 1703 году Ремезов вместе с сыном составил «Чертеж земли Кунгурского города».
Семён Ремезов является так же автором сочинений «О грани и межах всей Сибири», «Уподобление Сибирские страны», «Описание Сибири» и др. Историко-топонимические и этнографо-географические проблемы происхождения народов Сибири рассмотрены Ремезовым в «Описании о сибирских народах и граней их земель» (1697–1698). События присоединения Сибири изложены им в иллюстрированной «Ремезовской летописи», состоящей из «Истории Сибирской» (90-е гг. XVII в.) и «Летописи Сибирской краткой Кунгурской» (после 1703).
В литературе летопись известна как «Ремезовская летопись», «Тобольская летопись», «Краткая Сибирская летопись», «Летопись Кунгурская». Но в историю России Ремезов вошёл, прежде всего, как картограф. Им составлены три уникальных атласа: «Хорографическая книга Сибири», «Чертежная книга Сибири» и «Служебная книга Сибири». Все они являются ценнейшими памятниками русской картографии.
Год смерти Семена Ульяновича Ремезова неизвестен.