Родился в семье небогатого дворянина, ставшего затем грекокатолическим священником, но при этомсимпатизировавшего православной церкви. Окончил Немировскую школу (1816, первым учеником), Главнуюдуховную семинарию при Виленском университете со степенью магистра богословия (1820)

Живя в столице Российской империи, был увлечён величественным видом православных церквей иторжественностью православного богослужения. Под влиянием увиденного, а также чтения православнойлитературы намеревался перейти в православие и принять монашество в АлександроНевской лавре.Однако затем принял решение остаться в грекокатолической церкви с тем, чтобы максимально сблизить её справославием и противостоять влиянию Рима. В 1827 по предложению российского правительстваподготовил записку, в которой предложил проект по постепенному присоединению грекокатолическойцеркви. Записка была одобрена властями, и 17 января 1828 он представил новый документ, в которомизложил конкретный план мероприятий для реализации своего проекта.

22 апреля 1828 император Николай I издал указ, в котором были учтены многие предложения ИосифаСемашко. В частности, была учреждена самостоятельная грекоуниатская духовная коллегия (членомкоторой стал о. Иосиф), сокращено число униатских епархий с четырёх до двух (Белорусской и Литовской),преобразован состав униатских консисторий и др. Было принято решение открыть Жировицкую духовнуюсеминарию для подготовки униатского духовенства. Кроме того, были поставлены под контрольепархиальной власти члены базилианского монашеского ордена (главной опоры Рима в среде униатов), аримокатолики должны были покинуть этот орден.

В 1829 Иосиф Семашко принял монашество. 8 августа 1829 был рукоположен во епископа Мстиславского,викария Полоцкой епархии с оставлением присутствующим в коллегии. При этом продолжал бытьсторонником присоединения грекокатоликов к православию, но в условиях, когда правительствопервоначально проявляло осторожность в этом вопросе, в 1833 вновь обращался с просьбой о личномприсоединении к православию. Однако российские власти предложили ему не идти на этот шаг, обещаяактивизировать процесс присоединения униатов и предоставить епископу Семашко более широкиевозможности для этой деятельности. Одним из стимулов для правительства пойти навстречу инициативамепископа стало подавление польского восстания 18301831, после которого правительство началосущественно ограничивать возможности Римскокатолической церкви.

С 1833 — Литовский епархиальный грекоуниатский епископ с оставлением членом грекоуниатскойколлегии. В этом качестве предпринимал решительные шаги по введению в епархии православныхтрадиций — в церквях возводились иконостасы, богослужения проводились по служебникам московскойпечати, из храмов убирались органы. Часто посещал приходы, вступал в конфликты с той частьюдуховенства, которая продолжала ориентироваться на Рим. Был противником индивидуальныхприсоединений униатов к православию, считая, что такие обращения лишь препятствуют реализации егоплана. В 1835 был назначен членом особого секретного комитета, образованного для направления униатскихдел, и членом комиссии духовных училищ, которой подчинялись все униатские духовноучебные заведения.

К 1837 под влиянием епископа большинство грекокатолических священников письменно подтвердили своюготовность присоединиться к православию. В том же году грекокатолическая церковь была подчиненаведению оберпрокурора Святейшего Синода. В 1838 скончались два униатских архиерея, выступавшихпротив присоединения к православию — председатель грекокатолической коллегии митрополит ИосафатБулгак и епископ Иоасаф Жарский. 2 марта 1838 председателем коллегии стал Иосиф Семашко. К этомувремени все три оставшихся униатских епископа были сторонниками присоединения к православию.

12 февраля 1839 в Полоцке в присутствии епископов Иосифа Литовского, Василия Полоцкого и викарногоепископа Брестского Антония было принято соборное постановление о воссоединении униатской церкви справославной и составлен «Соборный акт», подписанный 24 руководителями грекокатоликов. 23 марта 1839Святейший Синод принял постановление о присоединении грекокатолической церкви в Белоруссии и Литвек православной. Император Николай I утвердил данное постановление. В связи с этим событием былаотчеканена специальная медаль с надписью «Отторгнутые насилием (1596) воссоединены любовию (1839)».Всего в православие перешло свыше 1600 приходов с более чем 1 млн 600 тыс. верующих.

30 марта 1839 грекоуниатская духовная коллегия была переименована в БелорусскоЛитовскую,председателем которой стал владыка Иосиф с возведением в сан архиепископа.

С 1840 года, после создания Литовской православной епархии, — архиепископ Литовский и Виленский.Занимался ликвидацией остатков католического влияния на бывшее грекокатолическое духовенство,обновлением и украшением храмов, улучшением быта священнослужителей. В 1842 году был назначенчленом комитета по делам о раскольниках и отступниках от православия. В 1842 кафедра православногоархиерея была переведена из местечка Жировицы в Вильну, что усилило конфликтные отношения междувладыкой Иосифом и римскокатолическим духовенством, которое считало его отступником.

С 1 апреля 1847 года — член Святейшего Синода. Делал большие пожертвования в пользу бедных, вголодные годы организовал раздачу хлеба всем нуждавшимся без различия вероисповедания, мужественновёл себя во время эпидемии холеры. С 30 марта 1852 годамитрополит. В 1856 награждён высшимроссийским орденом Святого апостола Андрея Первозванного. В период его управления епархией былиоткрыты 222 приходских училища с 2700 учениками, в 1860 году учреждено первое женское училище.

Неоднократно просил уволить его на покой, но Святейший Синод отклонял его прошения. Ощущалопределённый дискомфорт от того, что многие православные относились к нему с недоверием. Он писал:

Трудно называться воссоединённым, я ощущаю это спустя десять лет. Если же ко мне относятся такнеблагодарно, нечистосердечно, то чего же ожидать несчастному простому духовенству, которое находитсямежду русскими древнеправославными и полякамиримлянами и не знают, чего более бояться: предвзятостии недальновидности первых или козней и враждебности последних.

В 1863 году, во время нового польского восстания митрополит Иосиф последовательно выступал на сторонероссийского правительства, обратившись к пастве с призывом сохранить верность русскому царю иправославной вере. Митрополит оказал материальную поддержку пострадавшему во время восстанияправославному духовенству, восстановил и вновь построил несколько церквей. В 18651866 годах в епархииоткрылись 19 новых приходов, около 30 тысяч католиков приняли православие (в значительной степени подвлиянием правительственных репрессий в ходе подавления восстания и после его окончания, хотянекоторая часть таких переходов носили искренний характер).

Любимым занятием митрополита было чтение книг. Собрал большую библиотеку, в которую входили книги побогословию, истории, естественным наукам, периодические издания на русском и иностранных языках.Большинство из них он ещё при жизни передал в Литовскую духовную семинарию, а остальные пополнилибиблиотеку этого учебного заведения после его смерти. Интересовался землеведением, статистикой,географией. На досуге занимался физическим трудом на свежем воздухе. Писал мемуары; его «Записки» втрёх томах были опубликованы в СанктПетербурге в 1883 году.

Митрополит Иосиф скончался в Вильно и был похоронен в пещерном храме виленских мучеников в СвятоДуховской церкви одноимённого монастыря в заранее приготовленном им ещё в 1849 склепе.