Passionné de littérature et de poésie, Elie Semoun a déjà écrit à l'âge de 17 ans deux pièces de théâtre ainsi que deux recueils de poèmes : Le Poémoir et Le Plaisantriste. Attiré par la scène, il rejoint la troupe de Roger Louret et y rencontre Muriel Robin, avec qui il se produira sur les planches pour Les Baladins en agenais.

Après un rôle récurrent de coursier en rollers dans la sitcom Vivement lundi (1988), il fait ses débuts d'humoriste aux côtés de Dieudonné en 1990. Triomphant au Splendid, au Casino de Paris et au Palais des Glaces avec le spectacle Elie et Dieudonné en garde à vue (1996), ce duo explosif est des plus médiatisés, mais à la suite de quelques divergences, les deux amis, à l'affiche du Clone en 1997, se séparent. Seul, Elie Semoun remonte sur scène dans Elie et Semoun, son premier one man show, et réitère le succès de ses "petites annonces", parues en vidéo, avec son nouveau complice Franck Dubosc.

Entre-temps, il tente une carrière au cinéma, faisant face aux Trois frères (1995) et aux Bidochons (1996). Bernie Bonvoisin le prend sous son aile pour deux longs métrages made in argot : Les Démons de Jésus (1996) et Les Grandes bouches (1998), où il campe une petite frappe façon Joe Pesci dans Les Affranchis. Il enchaîne alors les comédies populaires - Tout doit disparaître, Charité biz'ness et Les Parasites, mais le succès n'est pas au rendez-vous.

Après une première expérience internationale aux côtés de Burt Reynolds dans Stringer (1999), Elie Semoun se contente de petits rôles par amitié pour Patrick Braoudé (Deuxième vie), Laurent Baffie (Les Clefs de bagnole), Maurice Barthélémy (Casablanca Driver) et Michel Muller (La Vie de Michel Muller est plus belle que la vôtre).

Il se prête également au jeu du doublage, donnant de la voix pour les films d'animation L'Age de glace (2001), Pollux, le manège enchanté (2005) et Robots (id.). En 2005, Philippe Collin et Anne Villacèque exploitent ses talents dramatiques pour Aux abois, l'adaptation du roman homonyme de Tristan Bernard, et Riviera. Mais le comédien a déjà d'autres envies, de musique - il sort un album de variétés françaises en 2007 : Sur un fil - et de scène - son spectacle Merki en 2008 est un triomphe. Hormis de brèves apparitions dans Astérix aux Jeux Olympiques et 15 ans et demi, il faut attendre 2009 pour retrouver Elie Semoun en tête d'affiche d'un long métrage, en l'occurrence l'adaptation ciné des aventures de Cyprien, son personnage fétiche de geek amateur de blondes à forte poitrine.

Après de courtes apparitions dans Neuilly sa mère ! (2009) et dans Bancs publics (Versailles rive droite)(2009), Elie Semoun participe de nouveau à des doublage de films d'animation, avec Allez raconte! et Sammy 2. En 2011, il se glisse dans la peau de l'instituteur Latouche dans L'Élève Ducobu, d'après la bande dessinée de Godi et Zidrou. La comédie de Philippe de Chauveron est un succès avec 1,4 million d'entrées, au point que le réalisateur et le comédien se retrouvent l'année suivante pour une suite intitulée Les Vacances de Ducobu, qui rassemble un peu plus d'un million de spectateurs. 

Tout en multipliant les apparitions dans des comédies populaires (Qu'est-ce qu'on a fait au Bon Dieu ?, Les Francis, Neuilly sa mère, sa mère, Le Doudou, ou encore 8 Rue de l'Humanité), il reste fidèle à la saga Ducobu dont il est la tête d'affiche et passe même derrière la caméra pour le troisième et quatrième volets, sortis respectivement en 2020 et 2022.