Туры Тамара прошла успешно, и в 1956 году она стала студенткой мастерской О. И. Пыжовой.

Среди своих красивых однокурсниц она казалась гадким утёнком. Её это не смущало. Сёмина покоряла неистощимой выдумкой. Вот она изображает шестилетнего мальчишку, который сидит на окне и не позволяет стащить себя оттуда, вот играет третью жену в пантомиме «Троежёнец» — темпераментно, увлечённо, весело. Она вносила элемент игры и в жизнь — разыгрывала, подшучивала, сочиняла.

Знакомство с кино произошло быстро — уже на 1-м курсе Тамара Сёмина снималась в дипломных картинах молодых режиссёров и операторов. Она сыграла у А. Сахарова в замечательной эксцентрической комедии «Человек за бортом»; на 2-м курсе состоялась её встреча с молодым, но уже известным Марленом Хуциевым в картине «Два Фёдора»; на 3-м курсе Т. Сёмина отлично справилась со сложной драматической ролью в фильме «Всё начинается с дороги» В. Азарова.

Во время учёбы во ВГИКе Тамаре Сёминой почти все преподаватели прочили прекрасное будущее именно на комедийном поприще. А она сделала карьеру прежде всего как драматическая актриса. И первым, кто открыл её в этом амплуа, стал режиссёр Михаил Швейцер, который в 1959 году пригласил её на роль Катюши Масловой в экранизацию романа Льва Толстого «Воскресение».

На съёмках М.А. Швейцер и С.А. Милькина, его жена и незаменимый помощник, постоянно опекали актрису, помогали ей советами и дружеским отношением. Однажды Швейцер, заметив, что Тамара слишком худа, поинтересовался, читала ли она роман Толстого: ведь Катюша Маслова — женщина довольно крупная, даже дородная. И тогда всё ВГИКовское общежитие бросилось «спасать» Тамару: ей постоянно носили еду, так что она быстро набрала необходимую для роли физическую форму. По этому поводу — и не только по этому — Тамара Петровна замечала: «Я счастлива, что на моём пути всегда были добрые люди».

В фильме Тамара Сёмина проявила себя как классическая представительница русской актёрской школы переживания; особенно удались ей крупные планы, трагичные и выразительные. И — величайшая редкость в кино тех лет — её Катюша была по-настоящему чувственной, но без какой бы то ни было пошлости. Сразу, после исполнения роли Катюши, на актрису тут же обрушился целый поток предложений сыграть всевозможных падших женщин. Но она сразу осознала, насколько губительно замыкаться в рамках подобного «амплуа», и все эти предложения отвергла.

За роль в «Воскресении» читатели журнала «Советский экран» признали Сёмину лучшей актрисой 1961 года, она стала всеобщей любимицей — как у советских зрителей, так и за рубежом. Фильм с успехом был показан в разных странах мира, а в 1962 году на XV Международном кинофестивале в Локарно Тамаре Петровне, как лучшей актрисе, был присуждён приз ФИПРЕССИ. Она была признана лучшей актрисой и на кинофестивале в Мар-дель-Плато в Аргентине. Но самой драгоценной наградой стал похвальный отзыв, прозвучавший из уст самой Джульетты Мазины.

При этом роль в «Воскресении» была… дипломной работой Т.П. Сёминой. Экзаменационная комиссия (во главе с В.П. Марецкой) оценила работу на «отлично», и в 1961 году Тамара Петровна стала актрисой Театра-студии киноактёра.

После «Воскресения» Тамара Сёмина снялась в нескольких интересных ролях — в фильмах «Коллеги» режиссёра А. Сахарова, «Порожний рейс» режиссёра В.Венгерова (оба — 1962), «День счастья» −1963, режиссёра И. Хейфица. А в 1965 году Михаил Швейцер пригласил Тамару Петровну на роль в своей картине «Время, вперёд!», где она, как писали критики, «вырвалась на простор открытого актёрского темперамента» и блистательно проявила новые грани своего таланта: эксцентрику, тонкое чувство юмора. В «Крепостной актрисе» съёмки были — ежедневный праздник: снег, дворец, танцы, тройки! За героиню Тамары Сёминой пела знаменитая Тамара Милашкина. А Тамара Сёмина занималась дома, работала над дыханием, под запись училась петь. Тамара Милашкина потом хвалила Тамару Сёмину.