Атанас Семов е роден на 23 март 1970 г. в София. Завършва Националната гимназия за древни езици и култури.
Атанас Семов е доктор по европейско право с дисертация на тема „Директен ефект и примат в правото на Европейския съюз“ (2007) и доктор на юридическите науки с дисертация на тема „Съдът на ЕС“ (2012). Доцент по европейско право в Софийския университет (2010). Ръководител е на Международната магистърска програма по право на ЕС в Софийския университет.
Автор на 7 книги по право на ЕС и повече от 50 статии, съставител на 12 научни сборника.