a helyszínt 1947-ben választotta ki Lavrentiy Beria, a szovjet atombomba-projekt politikai vezetője (Beria hamisan állította, hogy a hatalmas 18 000 km2-es sztyeppe “lakatlan”volt). Gulag munkaerőt alkalmaztak a primitív tesztlétesítmények felépítéséhez, beleértve a laboratóriumi komplexumot az északkeleti sarokban, az Irtysh folyó déli partján. Az első szovjet bombateszt, az első villám művelet (becenevén Joe One az amerikaiak által) 1949-ben hajtották végre a Semipalatinsk teszthely tornyából, szétszórva a közeli falvakat (amelyeket Beria elhanyagolt evakuálni). Ugyanezt a területet (“a kísérleti mezőt”, Kurchatov városától nyugatra 64 km-re (40 mérföldre) fekvő régiót) több mint 100 későbbi föld feletti fegyverkísérletre használták.
a későbbi teszteket áthelyezték a Chagan folyó komplexumába és a közeli Balapanba, az STS keleti részén (beleértve a Chagan-teszt helyét, amely a Chagan-tavat alkotta). Miután a légköri teszteket betiltották, a teszteket áthelyezték a föld alatti helyekre Chagan, Murzhik (nyugaton), és a Degelen-hegyi komplexumba délen, amely tele van fúrásokkal és sodródásokkal mind szubkritikus, mind szuperkritikus tesztekhez. A Szemipalatinszki munkatábor bezárása után az építési feladatokat a 217.különálló mérnöki és bányászati zászlóalj látta el (aki később megépítette a bajkonuri kozmodromot). 1949 és az atomkísérletek 1989-es beszüntetése között 456 robbanást hajtottak végre az STS-nél, köztük 340 földalatti (fúrás és alagút) lövést és 116 légköri lövést (levegő-csepp vagy torony lövés). A labor komplexumot, amely ma is az STS adminisztratív és tudományos központja, Kurcsatov várossá nevezték át Igor Kurcsatovról, a kezdeti szovjet nukleáris program vezetőjéről. Kurchatov város helyét általában különféle térképeken “Konechnaya” (a vasútállomás neve; most Degelen) vagy “Moldary” (a falu neve, amelyet később beépítettek a városba).
a Semipalatinsk komplexum működése során akut érdeklődést mutatott a külföldi kormányok számára, különösen abban a szakaszban, amikor a kísérleti területen a föld felett robbanásokat hajtottak végre. Több U-2 átrepülés során megvizsgálták az előkészületeket és a fegyverhatásokat, mielőtt műholdas felderítéssel helyettesítették volna őket. Az Amerikai Védelmi Hírszerző Ügynökség állítólag meg volt győződve arról, hogy a szovjetek hatalmas sugárfegyverállomást építettek a teszthelyen található kis kutatóállomáson. Ez a kisebb kutatóállomás, amelyet a Védelmi Minisztérium PNUTS (lehetséges nukleáris földalatti teszthely), a CIA pedig URDF-3 (azonosítatlan kutatási és fejlesztési létesítmény-3) néven ismert, nagy érdeklődést mutatott az amerikai megfigyelők számára. A Szovjetunió 1991-es bukása után kiderült, hogy a titokzatos URDF-3 feladata az amerikai NERVA-hoz hasonló nukleáris termikus rakéta kutatása volt.
a helyszínen hivatalosan zárva az elnök a Kazah Szovjet Szocialista Köztársaság Nursultan Nazarbajev augusztus 29-én 1991.
Hagyatékszerkesztés
a Szovjetunió 1989-ben végezte el Utolsó tesztjeit. Miután a Szovjetunió 1991-ben összeomlott, a helyszínt elhanyagolták. A hasadóanyagot hegyi alagutakban és furatokban hagyták hátra, gyakorlatilag őrizetlen és sebezhető a dögevők, a szélhámos Államok vagy a potenciális terroristák számára. Szemipalatinszk titkos tisztítását a 2010-es években hozták nyilvánosságra.
néhány teszt után radioaktív anyag maradt a most elhagyott területen, beleértve jelentős mennyiségű plutóniumot. A Szovjetunió összeomlása óta az egyik legnagyobb nukleáris biztonsági fenyegetésnek tekintették azt a kockázatot, hogy az anyag megsemmisítők vagy terroristák kezébe kerülhet. A probléma kezelésére szolgáló művelet részben speciális betont öntött a tesztlyukakba, hogy megkötje a hulladék plutóniumot. Más esetekben a vízszintes aknateszt lyukakat lezárták, a bejáratokat pedig lefedték. Végül 2012 októberében Kazah, orosz és amerikai nukleáris tudósok és mérnökök ünnepelték egy titkos 17 éves, 150 millió dolláros művelet befejezését, hogy biztosítsák a plutóniumot a hegyek alagútjaiban.
az STS nagy része 2014 óta megnyílt, és a gazdasági tevékenység folytatódott: elsősorban a bányászat, de a mezőgazdaság és a turizmus is. A radioaktivitás által érintett más területekhez hasonlóan az emberi beavatkozás hiánya az STS-t a vadon élő állatok menedékévé tette.