Martin Semmelrogge wurde im Ortsteil Eckwälden von Boll (seit 2007: Bad Boll) geboren. Elterlich vorbelastet – Vater Willy Semmelrogge war populär durch seine Rolle als Assistent Kreutzer von Kommissar Haferkamp (Hansjörg Felmy) in den WDR-Tatort-Sendungen von 1975 bis 1980 – zog es den Waldorfschüler schon sehr früh zum Schauspielberuf. Bereits mit zwölf Jahren fing er an, beim Bayerischen Rundfunk als Hörspielsprecher zu arbeiten. Seine eigentliche Karriere als Schauspieler begann er mit 16 Jahren als Darsteller eines jugendlichen Vatermörders in der Fernsehserie Der Kommissar. Später übernahm er Fernsehrollen in Tadellöser & Wolff, der Powenzbande und Die Straßen von Berlin. Sehr häufig spielte er bereits in jungen Jahren Rollen in den „klassischen“ Krimiserien wie Derrick, Tatort, Der Alte und Ein Fall für zwei, zumeist zwielichtige Personen oder jugendliche Kriminelle. Auch in der heute noch populären Kinderfilmproduktion Die Vorstadtkrokodile mimte er den kriminellen älteren Bruder.
Der Durchbruch gelang ihm 1981 mit einem der weltweit erfolgreichsten deutschen Filme: Das Boot als Darsteller des spitzbübischen 2. Wachoffiziers. 1993 folgte die Rolle des Willi Riesenhuber, eines SS-Offiziers in Steven Spielbergs Schindlers Liste.
Im Sommer 2008 spielte Martin Semmelrogge im Sommertheater am Hausruck in Wolfsegg im Franzobel-Stück Zipf über das gleichnamige Mauthausen KZ-Nebenlager Redl-Zipf einen Nazi. Weiterhin ist Semmelrogge für die Vertonung der Autobiographie des englischen Musikers Lemmy Kilmister zuständig, welche im selben Jahr als Hörbuch erschien.[1] In der Neuinszenierung der Rocky Horror Show im Berliner Admiralspalast war er im Herbst 2008 als deutscher Erzähler des ansonsten englischsprachigen Musicals zu sehen. Im Sommer 2009 spielte er den Cornel Brinkley bei den Karl-May-Spielen in Bad Segeberg. Im Sommer 2010 übernahm Semmelrogge dann beim Piraten-Open-Air in Grevesmühlen die Rolle des Israel Hands für den erkrankten Benjamin Kernen und damit einer Paraderolle für den Haudegen. Nach diesem Erfolg wird er dort auch im Sommer 2011 wieder auf der Bühne stehen, diesmal aber in der Rolle des legendären Piraten Sir Stede Bonnet.