Родился 30 сентября 1919 года в селе Новониколаевка Мошковсконо района Новосибирской области в семье крестьянина. Работал на заводе «Труд».
В Красной Армии с 1939 года. Закончил Хабаровское пехотное училище в 1941 году.
Участник Великой Отечественной Войны с 1941 года. Сражался на Западном, Калининском, Воронежском и 1-м Украинском фронтах. В боях был дважды ранен.
Исключительный героизм и отвагу гвардии капитан Семен Осипов проявил при освобождении Хмельницкой и Тернопольской областей Украинской ССР. Мотострелковый батальон под командованием Осипова 24 марта 1944 года, несмотря на артиллерийский обстрел противника, первым форсировал реку Днестр у села Зеленщики, захватил плацдарм и удерживал его до подхода подкрепления.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от26 апреля 1944 года за образцовое выполнение боевых заданий командования и проявленные при этом мужество и героизм гвардии капитану Осипову Семену Дмитриевичу присвоено звание Героя Советского Союза.
В боях при форсировании реки Западный Бут гвардии майор был тяжело ранен. Умер от ран в госпитале города Ровно 26 июля 1944 года.
Награжден орденами Ленина, Отечественной войны 1-й степени, Красной Звезды, медалью.
Имя Героя носит улица в Октябрьском районе новосибирска.
