段文振，字元起，辽西郡令支县人，段部鲜卑族，北周到隋朝将领，晋朝幽州刺史段匹磾后代，大将军段威之子。少有膂力，勇敢正直，通晓时务，初为宇文护兵曹，参与灭亡北齐，授上仪同三司、襄国县公。随滕王宇文逌击败稽胡，历任相州别驾、扬州长史、天官府都上士。归附大丞相杨坚，任丞相府掾，平定太傅尉迟迥作乱，迁卫尉少卿、中书侍郎，迁上开府、检校鸿胪卿、兰州总管，册封龙岗县公。参加隋灭陈之战，迁云州总管、检校太仆卿，大破突厥，平定越巂反叛，平定嘉州反叛，迁灵州总管。
隋炀帝即位，迁兵部尚书、左候卫大将军，随军征讨吐谷浑，迁右光禄大夫。随驾巡幸江都，授江都宫监，征讨辽东的途中去世，获赠光禄大夫、右仆射、北平郡开国侯，谥号为襄。
段文振，少时有膂力，胆量、智慧过人，生性正直，通晓时务，初为北周冢宰宇文护亲信，宇文护知他有才干，提拔他当中外府兵曹。北周武帝宇文邕在晋州，进攻北齐的海昌王尉相贵，尉相贵的副将侯子钦、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，平定邺都，赐罗绮二千匹。
尉迟迥作乱，当时段文振的母亲和妻儿都在邺城，尉迟迥派人引诱他，段文振不顾，归附时任丞相的隋文帝杨坚，隋文帝任他为丞相掾，兼任宿卫骠骑。司马消难投奔陈国后，隋文帝让段文振安抚淮南。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。后任石州、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。
隋朝大举伐陈，以段文振为元帅秦王杨俊的司马，另兼行军总管。平定陈国后，授他为扬州总管司马，不久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。
突厥进犯边塞，段文振以行军总管的身份抵御突厥，在沃野遭遇突厥达头可汗，大破突厥军。段文振早先与王世积有旧交，起初，段文振北征突厥，王世积送给他骆驼、马匹。段文振回京后，王世积因罪被杀，段文振因与他交好，功勋于是不被录取。次年，率部出灵州道以防备胡人，无敌而还，越巂蛮反叛，段文振讨平了他们，朝廷赐他奴婢二百人。
嘉州獠造反，段文振以行军总管身份讨伐他们，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，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，到此时，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，因此被除名。到杨秀被废后，段文振上表申冤，隋文帝安慰他，授他大将军，不久授他灵州总管。
杨广即位，任命段文振为兵部尚书，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，因战功升任右光禄大夫，隋炀帝巡幸江都，让段文振兼管江都郡事。
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？胡人的生性，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、南梁的侯景的事。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，不可把机密大权交给他，所以屡次对隋炀帝说这事，隋炀帝都不采纳。
吐谷浑王率兵守卫覆袁川，隋炀帝命令内史元寿南屯金山，兵部尚书段文振北屯雪山，太仆卿杨义臣东屯琵琶峡，将军张寿西屯泥岭，从四面围困吐谷浑的军队。吐谷浑三军国主伏允带领几十名骑兵逃跑，派他的一个着名的王冒充伏允，据守车我真山。
隋炀帝在涿郡集结大军，发兵征讨高句丽，以段文振为左侯卫大将军，率部出南苏道，在路上，段文振病得很重，上表隋炀帝说：“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，靺鞨人在后头，迟疑不决，这不是上策。”
段文振在军中去世，隋炀帝看了他的表章，悲叹很久，追赠他为光禄大夫、尚书右仆射、北平郡侯，谥号襄，赐缣帛一千段，粮食二千石，在仪仗队的鼓吹下，送入墓地。