Сам Семенов в момент операции находился в подмосковном поселке Томилино. На суде он, Коноплева, а также сотрудничавший со следствием бывший боевик Константин Усов сообщили о готовившемся покушении на Троцкого (Коноплева вместе с Каплан осматривала дорогу, по которой Троцкий ездил на дачу), и подтвердили, что это планировавшееся покушение, так же как и покушение на Ленина, санкционировали эсеровские руководители Абрам Гоц и Дмитрий Донской (те отрицали эти обвинения, но Донской признал факт встречи с Каплан, которую он, по его словам, пытался отговорить от покушения).
Бывший министр юстиции Бельгии Э. Вандервельде, защищавший эсеров на суде от имени Международного бюро II Интернационала, 25 июня 1922 года писал, что показания Семёнова и Коноплёвой носят такой характер, что «ни один нормальный суд не мог бы принять их во внимание» (не совсем понятно, почему — показания как показания, не считая, конечно, кураре). Так или иначе, все разоблачения Семёнова вошли в обвинительное заключение Верховного трибунала и подвели черту под жизнями их бывших соратников. Кстати, это же обвинительное заключение инкриминировало Семёнову организацию покушений на Володарского и Ленина, слежку за Зиновьевым и Троцким, а также экспроприацию денег на нужды эсеровской партии в разных кооперативах. Верховный революционный трибунал в составе Г. Пятакова, О. Карклина и А. Галкина приговорил Семёнова и Коноплёву также к расстрелу. Но тут же счёл возможным освободить их от «всякого наказания, учитывая полное раскаяние в совершённых преступлениях». 8 августа 1922 года Президиум ВЦИК РСФСР подтвердил судебное решение. Впрочем, поскольку на процесс Семёнов и Коноплёва ходили не столько как на суд, сколько как на работу — без конвоя, с перерывом на обед и ночёвкой у себя дома — приговора они явно не опасались.
Процесс партии социалистов-революционеров стал в биографии Семёнова переломной точкой. На суде он познакомился с Н. И. Бухариным, выступавшим в качестве официального защитника группы раскаявшихся эсеров, и его женой Эсфирь Гурвич.
После процесса в жизни бывшего эсеровского боевика начался «мирный» период. Вместе с женой, тоже «раскаявшейся эсеркой» и сотрудницей Разведывательного управления штаба Красной Армии Натальей Богдановой, в прошлом сотрудницей секретариата ЦК ПСР, он был отправлен в бессрочный отпуск. По решению ЦК РКП(б) сентябрь и октябрь 1922 года они пробыли в крымском санатории «по причине усталости и переутомления». По возвращении супруги вселились в комнату № 418 в 1-м Доме Советов (гостинице «Националь). В ноябре Учраспредотдел ЦК направил Семёнова на работу в Главэлектро ВСНХ на должность инспектора при начальнике Главэлектро А. З. Гольцмане. В должности инспектора Семёнов прослужил десять месяцев. В соответствии с мандатом, подписанным Гольцманом 25 ноября 1922 года, он был „уполномочен на всестороннее обследование… всех предприятий электропромышленности, электроснабжения и их руководящих органов“. Наделённый чрезвычайными инспекторскими полномочиями, Семёнов ездил по стране, добросовестно претворяя в жизнь ленинский план ГОЭЛРО.
Этот документ в то время был важнейшим направлением хозяйственной деятельности советского правительства. Этот план, разрабатываемый с 1918 года, даже называли «второй программой партии». Западными исследователями он был охарактеризован как гигантский по масштабам, монументальный по целям технический проект, символизировавший «исключительные амбиции» Советской власти. Амбиции амбициями, но сама логика технического прогресса выдвигала электропромышленность в число ключевых и наиболее перспективных отраслей и непременным условием промышленного подъема.