Çeşitli kamusal sağlık kuruluşlarında doktorluk yapan Ramazanoğlu, İsviçre Bern Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi'nde Radyoloji İhtisası yaparak Uzman Tıp Doktoru unvanını almıştır. Türkiye’de Zeynep Kamil ve Haydarpaşa Numune Hastanelerinde görev yapmıştır.

1998 yılında kendi kliniğini açan Sema Ramazanoğlu, aynı zamanda AK Parti Kurucular Kurulu Üyesidir. 2003-2009 yılları arasında AK Parti Genel Başkan Danışmanlığı ve Merkez Karar ve Yönetim Kurulu (MKYK) üyeliği gibi önemli görevlerde bulunmuştur. İslam Kalkınma Bankası'nın Akil Kadınlar Danışma Kurulu'nun Kurucu ve Daimi Üyesi olan Ramazanoğlu, Türkiye ve İslam ülkelerindeki kadın sorunları üzerinde ulusal ve uluslararası düzeyde sorumluluk üstlenmiştir.

Kadın ve Aile Dergisi'ne makaleler yazan Ramazanoğlu, Birleşmiş Milletler bünyesindeki CEDAW Kurumu'na aktif katılımda bulunmuş ve Türkiye hakkında raporların sunumuna katkı sağlamıştır. Ayrıca, kadınlarla ilgili politik çabalar için düzenlenen sempozyumlarda yönetici olarak yer almış, İsviçre'de Avrupa'nın Türk ve İslam topluluklarıyla ilgili çalışmalarda bulunmuştur.

26. Dönem Denizli Milletvekili olarak görev yapan Ramazanoğlu, 64. Hükümet'te Aile ve Sosyal Politikalar Bakanı olarak atanmıştır. AK Parti'nin 2. Olağanüstü Büyük Kongresi'nde yeniden MKYK üyeliğine seçilen Sema Ramazanoğlu, aynı zamanda AK Parti Genel Başkan Danışmanlığı görevini de üstlenmiştir. Halen bu alandaki çalışmalarını TBMM ve AK Parti Genel Merkezi bünyesinde sürdürmektedir.

Evli ve iki çocuk annesi olan Ramazanoğlu, Almanca ve İngilizce dillerini bilmektedir.