С 2008 года начала участвовать в международных соревнованиях по бегу, приняв участие в юношеском чемпионате мира и выиграв дистанцию 800 метров на молодёжных Играх Содружества. В 2009 году стала победительницей чемпионата Африки по лёгкой атлетике среди юниоров на дистанциях 800 и 1500 метров, показав исключительно высокий результат, особенно на 800 метрах (лучший результат сезона в мире, национальный рекорд среди взрослых), и в необычной степени улучшив свои предыдущие результаты на обеих дистанциях. В августе 2009 года Семеня выиграла чемпионат мира по лёгкой атлетике на дистанции 800 метров, вновь показав лучшее время сезона.
Исключительность достижений спортсменки побудила Международную ассоциацию легкоатлетических федераций провести расследование, в ходе которого возник вопрос о действительной половой принадлежности Кастер Семеня. По данным австралийской газеты Sydney Morning Herald спортсменка оказалась гермафродитом. Однако, в результате проведённых гендерных тестов было доказано, что Семеня является женщиной.
В октябре 2011 года, в предолимпийский год, Кастер Семеня поменяла тренера. Новым тренером стала Мария Мутола, знаменитая бегунья из Мозамбика, как и Семеня ворвавшаяся в мировую элиту еще тинейджером.
