段氏的发源地主要有三：一是河南北部共叔段的一支；二是段干邑的段干木的一支(段干之今地待考)；三是出自辽宁西部的鲜卑部落。大体上来说，在姓氏的发展史上段氏应是一个典型的北方民族，源于北方，大举发展于北方，尤其是陕西、甘肃两省最旺盛。据有关资料记载，西汉文帝时有段印任北地都督，其子孙始居武威(今甘肃武威)，传至十七世孙段荣，北魏时任定州、秦州刺史。短荣的八世孙段楹任大理司直。其后代世代为官，在汉至隋唐时，陕西、河南、河北、云南都有了段氏的子孙。从整体上看，段氏的分布主要在北方。
早期段氏以陕西、甘肃一带繁衍最旺，以后段氏大致以此二地为主迁地，扩播四方。西汉时，段任北地都督，玄孙段贞任武威太守，子孙遂在此世居，日益族大人众，形成武威郡，尊段贞为开基始祖。魏晋南北朝之际，段氏或因仕宦，或因避战乱而迁往各地。段贞后裔段荣任北魏定、秦二州刺史，段诏任北齐太宰左丞相，封平原忠武王，段嗣元任郑州刺史，段楹任大理司直并隋、朔二州刺史，段纷任后魏晋兴太守。此支段氏可谓仕官累累，簪缨不绝。另有鲜卑段氏世居之地被后赵帝石虎所灭，族人遂与汉人杂居，而日渐相融。唐朝段氏仍以北方人口居多。段   一支此期仍多入仕，主居于陕西西安及河南一带，人丁兴旺，家族庞大，有段文昌任穆宗时宰相。后晋有白蛮(白族前身)人段世平建大理王朝，其子孙相继统治达三百一十七年之久，致使段氏在云南发展迅速，今日大理，段氏仍位居大姓之一。宋、元两朝时期，北方段氏为躲避金人南下及蒙军入主中原所带来的战祸，而纷纷南下，为南方段氏的发展注入新的力量。明朝有山西大槐树籍段氏迁于山东、河南、河北、甘肃、陕西、湖北等地。清朝段氏无大规模迁徙之举，各地段氏繁衍平稳，覆盖广泛。
今日段氏以四川、山西、河北、云南等省分布为主，这四省段氏人口约占全国汉族段氏人口的58％。
段氏是当今中国姓氏排行第八十七位的大姓，人口约三百六十八万余，占全国人口的0.23％。