段奕宏，本名段龍，1973年5月16日出生於新疆伊寧的一個普通家庭。
家中有三個孩子，日子過得很清貧。高中期間因偶然校慶比賽的小品，段奕宏飾演小品《知識就是力量》中的一個小商販。有位導演當時在伊犁話劇團，偶然看到這個小品後，就托話劇團團長給他帶話，說他有學表演潛質，應該去考藝術院校表演系。當他把這份心願告訴父親時，父親卻說「你一個伐木工的命，還想當演員。」但年輕時的段奕宏脾氣很倔，叛逆得很，一氣之下摔門而出。不信命的他決定還是走表演這條路。段奕宏因為外型、氣質、表演都達不到中戲入學的要求而連續兩年落榜。第三年終於以中央戲劇學院西北片考生總分第一名的成績進入中戲表演系學習，和印小天、高虎、陶虹成了同學。那一年，段奕宏21歲，是班上年紀最大的男生。大學四年，班上其他同學都出外拍戲，但他被認為外型條件不好，沒有拍戲的機會。 1998年，以全優成績畢業，在沒有留京名額的情況下，從校長到老師都為了留下這個優秀的人才而奔走。最終，因為成績優異，中央戲劇學院向文化部申請了一個特批的留京名額，段奕宏如願進入了實驗話劇院（今國家話劇院）。
段奕宏以演技和實力演繹著每部戲中的角色，演繹著自己與眾不同的星途，觀眾對他真面目的認識也因他演繹的角色而蒙上一層美麗而神秘的面紗。細看段奕宏的作品單，很難找到同類型的角色。無論角色，或是表達方式，不墨守成規都是他對自己的要求。
拍攝電影《細偉》絕對是段奕宏最痛苦的一次經歷，在這部影片中段奕宏飾演的「細偉」是一個讓所有泰國人都聞風喪膽的食人魔。拍攝期間他幾乎沒睡過一個好覺，因為每到夜晚總覺得「細偉」的原型就躺在他的床邊，這讓他的身心都受到了很大的折磨。看到這裡很多人都會覺得是段奕宏太過迷信，但是了解到來龍去脈之後，你就會發現不是段奕宏太膽小，而是原型「細偉」做的事太過喪心病狂。整部電影段奕宏的台詞總共不超過10句，全憑眼神和細節刻畫人物，為了貼近角色，段奕宏在「細偉」的干屍前臨摹了很久，感受著「細偉」生前的心理狀態，這種深度沉浸式的體驗角色讓段奕宏一度無法自拔。 《白鹿原》時，段奕宏直接扛起鋤頭下地干活，讓自己充分融入農村的生活；在《烈日灼心》中段奕宏為了塑造好警察的形象，跑去「刑警大隊」住了幾個月的時間；在《引爆者》裡演礦工前，段奕宏在工地上與礦工們同吃同住，還親自下到了地下一千多米深的礦井裡。出道20多年，段奕宏從來不用替身，不管多危險的鏡頭都親力親為，要的就是這份真實感，他從不拍廣告，不參加綜藝，只有好的劇本才能調動他的積極性。
段奕宏2011年與日本籍演員王瑾走進了婚姻殿堂，除了拍戲空餘時間就在家中陪伴家人，將自己活成了傳奇。