Сегев родился в Иерусалиме в 1945 году в семье немецких евреев, переехавших в Палестину из Германии в 1935 году. Его отец погиб во время арабо-израильской войны 1948 года. После службы в армии изучал историю и политологию в Еврейском Университете Иерусалима, а в 1970 году получил степень Ph.D в Бостонском университете.
В 1970-х годах Сегев работал корреспондентом газеты Маарив в Бонне. Преподавал в университетах Рутгерс (Нью-Джерси), Беркли (Калифорния) и в Северо-восточном университете (Массачусетс), где вёл курс об отрицателях Холокоста. Ведёт еженедельную колонку в газете Хаарец, его книги переведены на 9 языков.
Сегев утверждает, что до тех пор, пока в 80-х годах не были открыты израильские архивы, истории Израиля как науки не было. По его словам : «У нас была мифология, у нас была идеология у нас было много официальной идеологической обработки, но реально мы не знали, что произошло». Таким образом новые историки по мнению Сегева по существу являются первыми историками Израиля.
В 1986 году вышла книга Сегева «1949:Первые израильтяне» (1949: The First Israelis). Книга отображала «неприглядную» сторону первых лет существования государства Израиль, отличающуюся от идеализированной картины этого периода. Она основывалась на только что открытых архивах и освещала такие вопросы как исход палестинских беженцев, отношение государства к оставшемуся в Израиле арабскому меньшенству, отношение к еврейским иммигрантам из арабских стран и.т.п. Многие исторические фигуры представлены в не особенно лестном свете. Публикация книги вызвала в Израиле многочисленные обсуждения.
В 2000 году Сегев опубликовал книгу «Седьмой Миллион: Израильтяне и Холокост» (The Seventh Million: The Israelis and the Holocaust (2000)). В книге исследуется решающее влияние, которое Холокост оказал самоидентификацию израильтян, а так же идеологию и политику Израиля. Книга основана на рассекреченных документах, дневниках и встречах с разными людьми. В книге Сегев выдвигает идею о том, что национальная память в критические моменты (например такие как дело Эйхмана или Демьянюка) формировалась и манипулировалась в соответствии с идеологическими требованиями государства. Книга вызвала положительные отзывы со стороны Эли Визеля.
В 2001 году вышла книга «Одна Палестина: Евреи и арабы под британским мандатом» (One Palestine, Complete: Jews and Arabs Under the British Mandate). Книга посвящена истории Британского мандата Палестины с конца Первой Мировой Войны до образования государства Израиль и основана на множестве документов. Она написана в духе ревизионизма традиционной сионистской историографии. В частности в ней показано, что образование государства Израиль произошло не вопреки сопротивлению британцев, а наоборот благодаря их существенной поддержке, хотя и не очень устойчивой.
В 2006 году опубликована книга «1967:Израиль, война и год, который преобразовал Ближний Восток»(1967: Israel, the War and the Year That Transformed the Middle East). В книге описываются время предшествующее шестидневной войне, шесть дней боёв и непосредственно последовавшие после войны события. Основное внимание обращается на ежедневные события в Израиле и особенно на внутреннюю политическую жизнь страны. В книге описывается как политики «старой закалки» пытаются предотвратить или хотя бы оттянуть войну и как в конце концов они вынуждены уступить требованиям военной верхушки (которая была на грани мысли о военном перевороте) нанести внезапной удар. Последняя глава книги называется «Они думали, что победили».
Михаль Орен, посол Израиля в США и автор книги-исследования, посвящённой Шестидневной Войне, написанной в традиционном ключе, подверг книгу Сегева «1967: Израиль, война и год, который преобразовал Ближний Восток» жёсткой критике. Он пишет, что автор — «самозванный новый историк», обвиняет Сегева в «риторической акробатике» и объявляет выводы Сегева неверными. По мнению Орена, Сегев не рассмотрел как следует динамику в арабских странах, подогнал свой текст так, чтобы он «отвечал ревизионистким положениям», и тем самым «подорвал свои попытки понять войну глубже». А такое понимание, по мнению Орена, «необходимо арабам и евреям, чтобы избежать войн в будущем и мирно сосуществовать».