段文振，北海期原人。
祖父段寿，西魏沧州刺史。
父亲段威，北周洮州、河州、甘州、渭州四州刺史。
段文振小时就有膂力，胆量过人，生性正直，通晓时务。
刚为宇文护亲信时，宇文护知他有才干，提拔他当中外府兵曹。
后来，北周武帝在晋州进攻北齐的海昌王尉相贵，尉相贵的亚将侯子钦、崔景嵩为内应。
段文振以槊为杖，与崔仲方等几十人率先登上晋州城。
段文振随崔景嵩到尉相贵的住处，拔出佩刀迫他投降，尉相贵不敢动弹，晋州城于是被攻下。
北周武帝十分高兴，赐他布帛上千段。
进而攻占文侯、华谷、高壁三城，他都有功劳。
到攻并州时，他攻陷城东门而进去，北齐安德王高延宗惧怕而出来投降。
朝廷录他前后的功勋，将授他高官，因有人上谗言而被谴责，因此只授他上仪同，赐他襄国县公的爵位，食邑一千户。
进而他又平定邺都，又赐他罗绮二千匹。
后来他随滕王宇文荄攻击稽一胡一 ，打破敌军。
历任相州别驾、扬州总管长史。
入京任天官都上士，随韦孝宽经略淮南。
不久尉迟迥作乱，当时段文振的老母亲和妻子儿女都在邺城，尉迟迥派人引诱他，文振不顾，归随隋高祖。
高祖任他为丞相掾，兼任宿卫骠骑。
司马消难投奔陈国后，高祖让段文振安抚淮南。
回京后，授他卫尉少卿，兼任内史侍郎。
不久以行军长史身份随达奚震讨伐背叛的南蛮，平定了他们，被加授上开府。
过了一年多，升任鸿胪卿。
卫王杨爽北征突厥，让段文振任长史，因功劳簿不实而被免官。
后作石州、河州二州刺史，很有威名和恩惠。
迁任兰州总管，改封龙岗县公。
突厥人进犯边塞，他以行军总管的身份率部破敌，一直追击到居延塞才回还。
开皇九年(589)，隋国大举伐陈，以段文振为元帅秦王的司马，另兼行军总管。
平定一江一 南后，授他为扬州总管司马。
不久他又转任并州总管司马，因母丧离职。
不久，令他复职管事，他坚持推辞，但朝廷不许可。
几年后，授他云州总管，不久任太仆卿。
开皇十九年，突厥人进犯边塞，段文振以行军总管的身份抵敌，在沃野遭遇达头可汗，大破敌军。
段文振早先与王世积有旧一交一 ，起初，文振北征，王世积送给他骆驼、马匹。
文振回京后，王世积因罪被杀，段文振因与他一交一 好，功勋于是不被录取。
次年，率部出灵州道以防备一胡一 人，无敌而还。
越間蛮反叛，段文振讨平了他们，朝廷赐他一奴一婢二百人。
仁寿初年，嘉州獠造反，段文振以行军总管身份讨伐他们。
他领兵出山谷间，被贼人袭击，前后阻于险，不得相互救援，官军于是大败。
段文振又收集散兵，出其不意而攻击他们，最后打败贼人。
段文振生性刚正，不肯在人之下。
当初，官军在益州驻扎，他拜见蜀王杨秀，样子对蜀王不大恭敬，杨秀很忌恨他。
到现在，杨秀告段文振军白白地败绩送死。
右仆射苏威，与段文振有矛盾，因此上谗言害他。
他因此被除名。
到杨秀被废王后，段文振上表申冤，高祖安慰他，授他大将军。
不久授他灵州总管。
炀帝即位后，调他任兵部尚书，待遇很深。
随军征讨吐谷浑，段文振督兵驻扎在雪山，连营三百多里，东接杨义臣，西连张寿，把吐谷浑国主围困在覆袁川。
他因战功升任右光禄大夫。
炀帝巡幸一江一 都，让段文振兼管一江一 都郡事。
段文振见高祖那时容纳突厥的启民可汗于塞内，又嫁给他公主，不断地赏赐他，到了大业初，对他的赏赐更多。
段文振考虑到，突厥可汗，狼子野心，恐为国家祸害。
于是他上表说：“我听说古时候远方人不乱近处人，夷人不乱华夏。
周宣王外攘戎狄，秦始皇筑城万里，这是远谋良计，不能忘记。
我看国家容纳启民可汗，给他士兵吃的，借给他地利。
如按我的糊涂想法，以为这种作法欠妥当。
为什么呢？一胡一 人的生性，不亲近人，很贪婪，他弱小时就投靠你，强大了就反要吃掉你，这是他们的本性。
我学问不渊博，不能有远见，只听说过晋朝的刘曜、梁代的侯景的事。
近代这些事情的应验，众所周知，依我看来，启民可汗必为国家大害。
依我的计策，按时打发他走，让他们到塞外去。
然后设上烽火，沿着边境防守，一定要严密，这是千秋万代的长远谋略。”当时，兵曹郎斛斯政专掌兵权。
段文振知道他是个凶险无德的家伙，不可把机密大权一交一 给他，所以屡次对炀帝说这事，炀帝都不采纳。
辽东战争爆发，炀帝授段文振左侯卫大将军，率部出南苏道。
在路上，他病得很重，上表炀帝说：“我以凡庸、微贱之身，幸逢盛世，承受奖励提拔，我的荣誉超过了同辈人。
但是，我的智能无所可取，得到的又太多，因此我常念叨国家的大恩，废寝忘食，我常想效犬马之劳，以报答国家大恩于万一。
但我养身无方，疾病于是很重。
抱着如此深的愧疚，就要永远地埋在地下，我承受不了巨大遗憾，于是略略陈述一点我的管见。
我看这辽东小丑，不服严刑，我国远降六军，皇上御驾亲征。
但是，夷狄多行其诈，皇上要多多防备。
他们往往口里说投降，心里却想背叛，可谓诡计多端，请不要随意接受他们投降。
眼下水位正好下降，我军不可迟疑，但愿皇上严令各路人马，星夜奔驰，水陆俱进，出其不意，那么平壤这座孤城，就可攻下来了。
如果打下了平壤，就挖了他们的根，其余城邑自可平定。
如不按时平定，假如遇上绵绵秋雨，深为阻隔，兵粮又尽，强兵在前头，革末革曷人在后头，迟疑不决，这不是上策。”几天后，段文振在军中去世。
炀帝看了他的表章，悲叹很久，追赠他为光禄大夫、尚书右仆射、北平侯，谥号为“襄”。
赐他家缣帛一千段，粮食二千石，在仪仗队的鼓吹下，送他到墓地。
段文振有十个儿子。