他是个贪玩、淘气，学习成绩一般，脾气还特倔的孩子。高二的时候，他自编自导自演的一个小品正好被一个导演看到了，导演对他说：“你挺有表演天赋的。”刹那间，他突然有了梦想做一名演员。他想报考中央戏剧学院，有人对他说：“你都这么大了，腿都硬成那样了，还想考中戏？”他对这些话置之不理，每天准时到剧团练功，已经19岁的他，硬是把胯压开了。
他听说中戏有个表演培训班，可是费用很高。他没有退却，到处打工挣钱。为了省钱，他每天只吃一顿饭。他每天天刚刚亮就起床了，风雨无阻总是第一个到教室背台词。培训班的课一结束，他就去找老师辅导，老师客气地说：“孩子你不适合，还是放弃吧。”但他还是坚持要考，最终以专业课第一名的成绩考进了中央戏剧学院。
来到了梦想中的课堂，他才发现，自己是那么的卑微。同学们的言谈举止和文化底蕴，都让他望尘莫及。为了缩短与同学们之间的距离，他开始了三点一线式的生活宿舍、排练厅、图书馆。大二的时候，他的一些同学开始有了名气，他愈发觉得自己卑微，甚至想过辍学。可是转念一想，既然同学们从外面得到了知识和营养，那他留在学校里也不能坐以待毙。于是他付出更多的时间和精力对待每一个话剧作品，尽量在有限的表演时间中做到最好。渐渐地，只要是他在排演，剧场里一定挤满了前来观摩的人，他的能力终于得到了老师、同学以及外界人士的认可。在几乎所有的同学都外出拍戏挣钱的时候，他仍然坚守着书本，并有意识地拒绝拍戏。他的想法就是先把书念好。他想，如果演不了偶像剧，那就去演苦大仇深的戏；如果做不了帅哥，也可以去演一个孤苦伶仃的老头。他要通过作品实现自己的价值，让人震撼！毕业那年，他以全优的成绩毕业，在已没有留京名额的情况下，最终，文化部为他特批了一个留京指标，他如愿进入了国家话剧院。
2006年，康洪雷导演邀他出演《士兵突击》的男主角袁朗。多年的积淀终于爆发，他赋予了袁朗很多特质。电视剧一经播出，一直被人认为外形不佳的他，几乎让所有的观众在一夜之间喜欢上了他那独特的“帅气”，而剧中的经典台词“不抛弃、不放弃”亦成了他的座右铭。2008年，他又主演了电视剧《我的团长我的团》，这部剧作让他的名气直追当红男星孙红雷。
如今，作为当红实力派明星的段奕宏，面对荣誉、成绩和观众们对他的喜爱，他总会想起父亲曾对他说过的一段话：“每块石头都要经历山水冲洗、江河打磨才能来到我们身边。其实，人也一样，也要经过无数次的修炼和洗涤才能现出真正的光泽。”