Sema Ramazanoğlu, 25 Ağustos 1959 yılında Denizli'de doğdu.
Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden mezun olduktan sonra, İsviçre Bern Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi'nde Radyoloji uzmanlık eğitimini tamamladı. Zeynep Kamil ve Haydarpaşa Numune Hastaneleri'nde doktorluk yaptı.
AK Parti Kurucular Kurulu Üyesi olan Ramazanoğlu, AK Parti Genel Başkan Danışmanlığı ve MKYK üyeliği, İslam Kalkınma Bankası'nın Akil Kadınlar Danışma Kurulunun Kurucu ve Daimi Üyeliği görevlerini üstlendi.
Kadın ve Aile Dergisi'ne makaleler yazıp, Birleşmiş Milletler bünyesindeki CEDAW Kurumunun aktif bir katılımcısı olarak, Türkiye hakkındaki raporların sunumuna katkıda bulundu.
26. Dönem AK Parti Denizli Milletvekili seçilerek, 64. Hükümet içinde Aile ve Sosyal Politikalar Bakanı olarak görev yaptı.
Sema Ramazanoğlu, iyi düzeyde İngilizce ve Almanca bilmektedir. Evli ve iki çocuk annesidir.