Florian Sénéchal werd in 2012 als stagiair opgepikt door Omega Pharma – Quick-Step. Het jaar daarna maakte hij deel uit van het development team van Etixx-iHNed. Het was een succesvol jaar voor Sénéchal, met overwinningen in de Memorial Henryka Lasaka en de Ronde van de Zuid-Bohemen. In 2014 werd hij prof bij Cofidis. 

Na een aantal top-twintigklasseringen in de voorjaarsklassiekers werd Sénéchal teruggehaald bij de ploeg van Patrick Lefevre. Bij Deceuninck – Quick-Step ontwikkelde hij zich tot een van de beste klassierrenners van het moment. Hij was de beste in Le Samyn en de Druivenkoers-Overijse en reed naar het podium in Gent-Wevelgem en de E3 Saxo Bank Classic. Daarnaast behaalde hij top-tienklasseringen in Parijs-Roubaix, de Ronde van Vlaanderen, Dwars door Vlaanderen en Omloop Het Nieuwsblad.

Buiten het wielrennen is Sénéchal actief voor een vereniging die zich inzet voor de verbetering van levenskwaliteit van kankerpatiënten in Noord-Frankrijk.