Семен Литвинов родился 10 декабря 1990 года в городе Минеральные Воды. Его путь к актерскому мастерству был нетипичным: с детства Семен профессионально занимался футболом и окончил Училище олимпийского резерва в Ставрополе. Однако позже он сменил спортивную карьеру на творческую. Актер получил фундаментальное театральное образование, пройдя обучение в двух вузах: Краснодарский государственный университет культуры и искусств (мастерская Владимира Рогульченко), Высшее театральное училище (институт) имени М. С. Щепкина. Семен вырос в семье инженера и режиссера. Поддержка матери-режиссера во многом повлияла на его решение оставить футбол ради театральных подмостков.
Начав творческий путь в 2013 году, Литвинов быстро вошел в состав труппы Театра имени Маяковского, где был задействован в таких постановках, как «Декалог на Сретенке» и «Враг народа». В кино его карьера развивалась от эпизодических появлений в популярных детективных сериалах («Ищейка») до глубоких драматических ролей в авторском кинематографе. Сегодня Семен Литвинов — востребованный артист, работающий с ведущими онлайн-платформами и киностудиями.
В остросюжетном сериале «Ищейка» (2015) актер исполнил одну из своих первых заметных экранных ролей, создав образ, в котором сочетались исполнительность и скрытый потенциал, что стало отличным стартом для его телевизионной карьеры.
В психологической драме «Конференция» (2020) Литвинов воплотил сложный образ в контексте исследования коллективной памяти и боли. Его работа в этом проекте была отмечена критиками за глубину и деликатность в передаче пограничных состояний человеческой психики.
В масштабном фантастическом триллере «Сквозь время» (2023) Семен предстал в амплуа героя, сталкивающегося с необъяснимыми явлениями. Актер мастерски передал внутреннюю трансформацию персонажа в условиях техногенной катастрофы и временных аномалий.
Известные проекты с участием Семена: «Ищейка» (2015), «Конференция» (2020), «Мир! Дружба! Жвачка!» (2021), «Умная Маша» (2022), «Сквозь время» (2023), «Загляни ему в голову» (2024), «Золотое дно» (2024–2025), «Золотое дно-2» (2025), «Чистые» (2024), «Девятая планета» (2026).