Создавая новые направления в науке, Семенов делал это с перспективой создания новых институтов под ту или иную проблему химической физики. Еще при жизни ученого при его поддержке были созданы новые научные центры: Институт химической кинетики горения СО РАН, Институт химической физики Армении. Позже из Института химической физики были выделены Институт Структурной макрокинетики, Институт Энергетических проблем химической физики. Семенов создал в Институте химической физики отдел химической генетики, работы которого имели огромное значение для народного хозяйства. В 1972 г. в Институте химической физики он возродил лабораторию цепных процессов и сам ее возглавил. В период 1972–1982 гг. им и его сотрудниками обнаружены и изучены особенности цепных разветвленных реакций, связанные с участием адсорбированных носителей цепи. Детализированы реакции взаимодействия цепей, связь между цепным и тепловым воспламенением.
Ряд научно-исследовательских институтов создан при активной поддержке Семенова: среди них Харьковский и Томский физико-технические институты. И во главе всех этих научных центров стоят ученики и ученики учеников академика Семенова.
Н.Н. Семенов создал крупнейшую отечественную научную школу и воспитал блестящую плеяду учеников в области химической физики, химической кинетики, теории горения. Среди его ближайших сотрудников и учеников – академики В.В. Воеводский, В.И. Гольданский, Н.С. Ениколопов, Я.Б. Зельдович, Д.Г. Кнорре, В.Н. Кондратьев, М.А. Садовский, Ю.Б. Харитон, А.И. Шальников, А.Е. Шилов, Н.М. Эмануэль, академик АН Арм. ССР А.Б. Налбандян и многие другие ученые.
Семенов был не только большим ученым и организатором науки, но и выдающимся общественным и политическим деятелем. Он был депутатом Верховного Совета СССР трех созывов(1960–1971), кандидатом в члены ЦК КПСС(1961–1966), председателем Правления Всесоюзного общества «Знание»(1960–1963), членом Советского Пагуошского комитета(1964–1986), главным редактором журнала «Химическая физика». Огромную популярность снискали его общественно-публицистические выступления в газетах и журналах.
Научные работы Н.Н. Семенова, его педагогическая и общественная деятельность получили признание отечественной и мировой общественности. Заслуги ученого были высоко оценены как в нашей стране, так и за рубежом. Он был лауреатом двух Государственных (1941, 1949) и лауреатом Ленинской (1976) премий, дважды Героем Социалистического Труда (1966, 1976), награжден семью орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени (1946), другими орденами и медалями, удостоен высшей научной награды Академии наук СССР – Золотой медали им. М.В. Ломоносова. Н.Н. Семенов – лауреат Нобелевской премии по химии (1956), член многих зарубежных академий наук и научных обществ.
