历任黄埔军校入伍生总队第二团排长、区队长,
国民革命军第六军十八师五十三团连、营、团长,国民革命军第六军第四路军独立团团长,第一师第一团团长,第二十四师一一四团团长,十二师政训处长,第十九师参谋长,第五十二师一五四旅
少将旅长,陆军预备第三师副师长兼第二团团长,宝鸡警备司令,军政部第四新兵补训处副处长兼叙南师管区司令,第九十五师副师长,第九十五师师长,召南、嘉义警备司令,青年军第二0八师师长,第八十七军
中将军长兼
塘沽区防守司令,代理第十七兵团司令,台湾防卫总司令部副总司令等。
1926年1月,黄埔军校第四期毕业后,历任黄埔军校入伍生总队第二团排长、区队长。
国民革命军第六军十八师五十三团连、营、团长,第一师第一团团长,第二十四师一一四团团长,第十九师参谋长,第五十二师一五四旅
少将旅长。
抗日战争爆发后,任陆军预备第三师副师长兼第二团团长,宝鸡警备司令,军政部第四新兵补训处副处长兼叙南师管区司令,后入峨嵋山中央军官训练团战术研究班第三期、陆军大学将官班甲级第三期,革命实践研究院第一期深造;
1942年9月,任第一战区第九十五师副师长,率部随37军军长
罗奇参加
徐州会战、
长衡会战、
浙赣会战、
常德会战和
桂柳会战。
1945年4月37日,37军番号被撤消,95师改隶62军,赴
越南参加受降仪式,任召南警备司令。
1946年9月,段沄率部在“胜芳之役”、“固安之役”两次攻坚战击溃华北解放军。国防部见95师屡立战功,就给部队换了美式装备,段沄也被调升为整编第208师(三旅九团制的
甲种师)师长。
1948年9月,明令授予授
中将军衔,国防部下令各整编师、旅都改回原来的军、师番号,整208师扩编为87军的番号,所属三个旅改称师,段沄升任87军军长(辖第二二○师,师长路静澄;第二二一师,师长
王永树;第二二二师,师长周雨震),奉命守北塘、
塘沽区第87军军长兼塘沽防守司令、代第十七兵团司令。
1949年1月15日,
中国人民解放军第四野战军攻克
天津市,当天下午,塘沽守军即从无线电台得到了消息,段沄直接向南京发报后,连夜率87军3个师登舰撤离至
上海市。
1949年4月25日,段沄就奉命率87军驻防
浙东地区、
舟山市时,溪口交警起义,
蒋介石处境甚危,乘“太康”号舰去台湾时,还专门召见军长段沄,亲授机宜,要他坚守
象山半岛兼管穿山半岛沿海岛屿的防御,确保舟山基地的安全,段沄随即派兵平。
1952年8月,因为段沄是程潜的女婿,段沄突然被
国民党国防部保密局逮捕了,罪名是“知匪不报”,被关了一年半,在没有判决书的情况下,于1954年2月3日以“共谍”嫌疑与其胞兄段复、妹夫谢小球、堂兄段徽楷被押赴刑场枪决。
保密局督察室主任
谷正文认为,“段沄叛乱案”是假案。陆军总部情报署长张扬明亦对此案有异议。