Pierwszym zawodowym teatrem na jego drodze artystycznej był popularny wówczas w Warszawie kabaret artystyczny Sfinks. Zadebiutował na jego scenie 9 lipca 1918 roku piosenką "Lecą mareczki, lecą, lecą" - satyrycznym obrazem rozpędzającej się wówczas hiperinflacji. Jako uczniowi szkoły handlowej nie wypadało mu występować pod swoim nazwiskiem, toteż przez krótki czas używał pseudonimu Bohdan Kierski. Obok całej plejady popularnych wówczas, a dziś na poły lub niemal całkowicie zapomnianych aktorów, jego scenicznymi kolegami były wielkie legendy teatru lat międzywojennych: stawiająca wówczas pierwsze kroki jako piosenkarka Hanka Ordonówna i wybitny później aktor Michał Znicz. W Sfinksie spędził Sempoliński dwa sezony. Odszedł podobno na skutek urażonej ambicji. Zaprzyjaźniony z nim Znicz otrzymał propozycję wstąpienia do tworzonego właśnie teatrzyku Qui Pro Quo. Jego następnym teatrem były Nowości, którymi wciąż kierował ich legendarny dyrektor Józef Śliwiński. Tu Sempoliński zdobył szlify aktora i śpiewaka operetkowego.
Nabyte doświadczenie, znajomość stylu epoki fin de siècle'u, zaprocentowały w następnych latach i pomogły mu stworzyć najwybitniejsze kreacje aktorskie. W 1921 roku Sempoliński został aktorem Teatrów Stołecznych pod dyrekcją Ludwika Hellera, nie zrywał jednak kontaktu z Nowościami. W tamtym czasie podejmował pierwsze próby reżyserskie, uwieńczone eksternistycznym egzaminem zdanym przed komisją ZASP-u. Od roku 1923 do 1927 występował głównie poza Warszawą: w latach 1923-1924 w Nowościach - krakowskim odpowiedniku słynnej warszawskiej operetki, zaś od roku 1924 do 1926 - w wileńskim Teatrze Na Pohulance. Do Warszawy powrócił na stałe w roku 1927 i tu przez krótki czas był aktorem Teatru Niewiarowskiej, prowadzonego przez wielką gwiazdę warszawskiej operetki Kazimierę Niewiarowską. Pracę tę przerwała tragiczna śmierć śpiewaczki.
Od 1928 roku rozpoczął się najbardziej owocny artystycznie okres pracy Sempolińskiego. W 1928 roku otrzymał angaż do legendarnej warszawskiej rewii Morskie Oko prowadzonej przez Andrzeja Własta, występował w tym teatrze przez trzy sezony, do 1931 roku. W tym czasie powstała jego słynna piosenka "Tomasz, ach Tomasz, ach powiedz, skąd ty to masz?", śpiewana przez artystę przez kilka następnych dziesięcioleci, a której refren - także za sprawą mistrzowskiego wykonania - poszedł w przysłowie. W latach 1932-1935 Sempoliński był członkiem zespołu artystycznego kontynuacji Morskiego Oka, czyli Wielkiej Rewii, mieszczącej się w ogromnej Panoramie przy ul. Karowej 18. W tym teatrze zaskoczył publiczność przypomnieniem stylu przełomu dziewiętnastego i dwudziestego wieku. W czasie kiedy ta epoka była przedmiotem drwin - uznawano ją bowiem za szczyt złego smaku (lata trzydzieste to początek dzisiejszej nowoczesności ze wszystkimi jej atrybutami).
Zaśpiewał wówczas Sempoliński słynną piosenkę "Warszawa 1900", a także wykreował niezapomnianą postać Wodzireja prowadzącego karnawałowe bale. Było to pierwsze bodaj przypomnienie tamtego stylu, przywracające go epoce, której pragnieniem było odcięcie się od minionego czasu. Ostatnim teatrem Sempolińskiego był Ali-Baba, antrepryza Andrzeja Własta i Kazimierza Krukowskiego, założona na kilka miesięcy przed wybuchem wojny w tym samym budynku Panoramy, jednak w kameralnej sali pozostałej po tzw. Teatrze Malickiej. Na tej właśnie scenie powstały dwie wielkie kreacje Sempolińskiego. Pierwsza to słynny "Ostatni posłaniec", piosenka Władysława Szlengla i Tadeusza Wittlina - nostalgiczne pożegnanie z odchodzącą w przeszłość dawną Warszawą w inauguracyjnym programie teatrzyku "Sezonie otwórz się" z 5 kwietnia 1939 roku. Sempoliński wspominał jak doszło do powstania tej piosenki:
Przechodząc co dzień w drodze do teatru koło Hotelu Europejskiego zauważyłem posłańca staruszka, któremu z całego umundurowania pozostała tylko czerwona czapka, a jedynym zajęciem rozdawanie za groszową opłatą ulotek reklamujących się firm. Żałosny jego wygląd natchnął mnie do odtworzenia scenicznego takiej właśnie postaci. Zaproponowałem więc Włastowi taki numer. Podchwycił go z zadowoleniem i nawet sam napisał tekst. Ale uznał swój utwór za niewypał i nawet mi nie dał do przeczytania. Spośród autorów, do których się zwrócił, dwóch napisało oddzielnie teksty, które połączone razem stworzyły piękną i rzewną piosenkę. Muzykę opartą na starych motywach warszawskich walców skomponował Sygietyński. W ten sposób powstał i wszedł do mego repertuaru jeszcze jeden przebój.
Na generalną próbę i na premierę sprowadziłem tego posłańca i do złudzenia upodobniłem się dzięki charakteryzacji do niego. Już na premierze odczułem rezultaty moich wysiłków. Kiedy ukazałem się przed kurtyną w czasie przygrywki, wstał z krzesła jakiś wysoki, starszy pan, podobny do Wojciecha Kossaka, i donośnym szeptem, który cała sala słyszała, opowiedział: To mój posłaniec. Okazało się, że przypadkowo wybrałem jako model posłańca, który przed czterdziestu laty, kiedy przyjeżdżał ów gość do Warszawy na hulanki, był przez niego angażowany do wszystkich poleceń na cały okres jego pobytu. Gdyby zakłócił mi występ tylko na premierze, darowałbym ten entuzjazm, ale przychodził stale na ten program ciągle z innymi znajomymi, których szeptem (zawsze dostatecznie głośnym dla całej sali) informował o mojej postaci.
Drugą wielką kreacją, powstałą pod koniec maja 1939 roku - w atmosferze niepewności narastającej po wypowiedzeniu przez hitlerowskie Niemcy paktu o nieagresji - była "Titina". Piosenkę skomponowaną przez Charliego Chaplina, opatrzoną polskim tekstem "Ten wąsik" przez Mariana Hemara, Sempoliński śpiewał ucharakteryzowany na Adolfa Hitlera. Wspomnienia artysty zachowały wyjątkowo dramatyczne okoliczności jej wykonywania i gorącą atmosferę na widowni:
Po miesiącu grania rewii ambasador niemiecki zaprotestował w naszym MSZ przeciwko ośmieszaniu postaci Hitlera. Po obejrzeniu numeru przez specjalną komisję mieszaną niemiecko-polską dyrekcja otrzymała nakaz skreślenia Hitlera. Zapanowała konsternacja, gdyż jedną z największych atrakcji programu była właśnie ta postać. Próbowałem ratować sytuację i zgoliłem Hitlerowi wąsiki, nic nie pomogło. Obserwatorzy z ambasady niemieckiej pilnowali na widowni respektowania nakazu. Musiałem się przecharakteryzować na Goebbelsa. Tego puścili.
Całe szczęście, że w piosence "Ten wąsik" ani razu nie padało słowo Hitler, więc nie mogli się do niej przyczepić, wobec czego utrzymywała się przez cały czas trwania programu. Do jakiego stopnia postać Hitlera była sensacją, może posłużyć fakt, że część widowni zapełniali Żydzi w chałatach, niewiele rozumiejący po polsku, dla których magnesem była właśnie postać Hitlera. Kiedy stałem na podwyższeniu w charakterze figury woskowej "Wodza", widziałem podniecenie w tej części widowni i słyszałem szmer: Hitler... Hitler... Koniki ówczesne w osobach klakierów Moryca i Rudego opływały w zarobkach z biletów sprzedawanych przed kasą. Nie przypuszczałem, że te produkcje już w krótkim czasie będą mnie tyle kosztowały.
Fotografie Sempolińskiego jako Hitlera witały niemieckich żołnierzy, którzy wkraczali do zniszczonej Warszawy w październiku 1939 roku. Samemu zaś Sempolińskiemu udało się zbiec na stronę sowiecką, czym sobie uratował życie. Przez długi czas poszukiwała go bowiem niemiecka policja - za ośmieszenie führera groziła mu śmierć.
W latach 1940-1941 Sempoliński pracował w Wilnie, w teatrach: Miniatury i Lutnia. Po zajęciu tych terenów przez Niemców aż do 1944 roku ukrywał się pod nazwiskiem Józef Kalina, pracował między innymi jako pastuch. Od 1944 do 1945 roku wrócił do Wilna, znów do odrodzonej Lutni. W 1945 roku znalazł się w Łodzi. Tu pracował przez krótki czas w teatrach: Kameralnym i Bagateli, zaś od 1946 roku zasilił zespół Syreny. Temu teatrowi wierny był już (z krótkimi przerwami na występy w warszawskim Teatrze Nowym w latach 1952-1953 oraz w Łodzi: 1949-1952) do końca zawodowej kariery. W swoim artystycznym życiorysie miał też epizod krakowski. W 1946 roku Marian Eile zaangażował go na krótko do słynnego kabaretu 7 Kotów.
