В годы Великой Отечественной войны, будучи подростком воевал в составе партизанского отряда имени Устима Кармелюка, который действовал на территории области.
В 1952 году окончил Кировоградский педагогический институт.
Работал учителем сельской школы на Кировоградщины.
С 1955 по 1958 год он учился в аспирантуре Украинского НИИ педагогики. Затем работал младшим научным сотрудником, старшим научным сотрудником Украинского НИИ педагогики.
С 1966 по 1993 год — заместитель директора НИИ педагогики УССР.
В 1993—1997 гг. — академик-секретарь Отделения дидактики, методики и информационных технологий АПН Украины.
С 1998 года — главный научный сотрудник Института педагогики и психологии профессионального образования.
Семен Устименко — автор 250 публикаций, из них более 80 монографий, учебников и пособий, в том числе «Украинского педагогического словаря» (1997).
Подготовил двенадцать докторов и около 50 кандидатов наук.
Награжден орденами «Знак Почета» (1976), Отечественной войны II ст. (1985), Почетной грамотой Президиума Верховного Совета УССР (1986), медалями А.С. Макаренко, Н.К. Крупской, «Защитнику Отчизны» (1999), «Партизан Украины» (2003).
Умер 7 апреля 2013 года в Киеве.
Енциклопедiя Сучасної УкраїниВикипедия (укр.)Издательство «Логос Украина»Гончаренко Семен Устимович