史书载，段达身高八尺，善于骑射。他在隋文帝即位前就跟随隋文帝左右。隋朝建立后，段达被封为车骑将军。高智慧在滁州叛变时段达领军将其击败，升官为仪同。汪文进进攻宣州时也被段达打败。

　　隋炀帝即位后，段达被封为左卫将军。征伐吐谷浑有功，封光禄大夫。张金称起义后多次进攻河北州县。隋炀帝派段达前往征讨，结果段达作战失利。于是起义军认为他没用，就很轻视他，戏称他为段姥。段达趁起义军自大时，听从扬善会的建议发动反击，将起义军打败。

　　隋炀帝进攻高丽时，段达留守涿郡。魏刀儿（即历山飞）的起义军前来进攻。段达率军将其打败。但是不久起义军反攻，段达不能取胜，被人认为是怯懦。

　　大业十二年，隋炀帝临幸江都，留段达和元文都守洛阳。当时瓦岗军首领李密正率兵与隋朝将军王世充在洛阳附近交战，段达于是率兵援助王世充，将李密击败。段达因功封左骁卫将军。不久李密再次进攻，王世充大败。段达率军抵抗，见李密手下猛将众多，于是临阵脱逃。部下被李密击溃。

　　隋炀帝在江都被反贼宇文化及弑后，段达和元文都等立在洛阳的越王杨侗为帝。段达被封为陈国公。后来，段达与王世充联合发动政变，王世充夺取了帝位。段达效命与王世充，王世充任他为司徒。

　　唐朝武德四年，李世民率兵进攻洛阳，段达率兵抵抗。洛阳城破后，段达被俘。押到长安后唐高祖将其斩首。