В 1942 г. по окончании института Н. А. Семихатов начал работать в НИИ, занимавшемся разработкой аппаратуры автоматического управления для авиационной и ракетной техники. Но в сентябре того же года он ушел добровольцем на фронт, став командиром огневого взвода артиллерийского полка. Он награжден орденами Отечественной войны I и II степени, орденом Красной Звезды.
В середине 1950-х гг. Н. А. Семихатов был назначен главным инженером и главным конструктором свердловского конструкторского бюро, занимавшемся созданием бортовых систем управления баллистических ракет для военно-морского флота. В конце 1950-х годов он организует разработку первого из прототипов бортовых вычислительных машин. В то время он был одним из немногих, кто стоял у истоков применения информационных технологий.
Вот как в одной из публикаций, посвященных Н. А. Семихатову, рассказывается о его важнейших изобретениях. По его научным руководством было создано направление, связанное с управлением баллистическими ракетами подводных лодок, в экстремальных условиях. Семихатовым были разработаны системы управления баллистических ракет подлодок ВМФ (Р-11ФМ, Р-13, Р-29 и др.) и ряда оперативно-тактических ракет сухопутного базирования («Темп-С» и др.).
Созданные в СКБ-626 и НИИ автоматики системы управления обеспечили запуск первого искусственного спутника Земли (1957) и полет первого космонавта планеты Юрия Гагарина (1961). Под руководством Семихатова были разработаны автоматизированные системы управления сложными технологическими процессами. Они нашли применение металлургии, нефтегазовой промышленности, энергетике и связи, на речном флоте и железнодорожном транспорте
Он руководил НПО «Автоматика» в Свердловске-Екатеринбурге почти четверть века. За свою профессиональную деятельность Семихатов запатентовал около 40 изобретений и написал более 300 научных работ.
В настоящее время в память об академике Семихатове в НПО «Автоматика» ежегодно проходит молодежный космический форум «Семихатовские чтения». Его именем названа одна из улиц города Екатеринбурга — бульвар Академика Н. А. Семихатов.
