段象武，河南彰德（今安阳）人，生于1887年，早年投身军旅，成为冯玉祥麾下的一员。他因表现优异，被选拔至保定陆军军官学校深造，专攻骑兵科，毕业后重返冯部担任参谋职务。

1924年，段象武应邀前往陕北安边，加入杨虎城将军的教导队，担任军事教官兼第一排排长。1925年春天，杨虎城将军出任陕北国民军前敌总指挥，率部南下。段象武作为前指参谋主任，紧密跟随杨将军，协助制定军事战略，在渭北大荔、澄城地区与北洋军阀刘镇华、麻振武部展开激战，屡获胜利。同年夏天，段象武又随杨虎城将军在岐山、宝鸡重创陕西军务督办吴新田部，并在千阳、陇县成功击溃甘肃军阀孔繁锦部。

到了1925年8月，孙岳率国民军第三军入陕就任陕西军务督办，杨虎城部因此被改编为国民军第三军第三师，段象武继续担任师参谋主任。1926年春，面对刘镇华部十万大军的围攻，段象武为杨虎城将军出谋划策，协助指挥，共同固守西安长达八个月之久。

西安解围后，1927年4月，杨虎城部改编为国民革命军第二集团军第十军。段象武先任十军参谋处处长，后担任十军驻郑州及开封办事处处长，负责军事联络以及粮饷装备的供给。在冯玉祥附蒋反共、部队进行“清党”之际，段象武勇敢地掩护了暴露身份的共产党员吴岱峰、曹力如等人，并为吴岱峰开具护照、发放路费，协助其安全离开部队。他的这一义举，彰显了他坚定的信仰和崇高的品格。

1928年春夏，段任第十军军事政治学校副校长、校长。嗣后，杨部先后改编为暂编第二十一师、新编第十四师、第十七师、第七军、第十七路军，段一直在杨部担任团长、旅长等职。此间，曾掩护过孙作宾等共产党人。1930年冬随杨的第十七路军回到陕西，所部第五十旅驻凤翔、宝鸡地区。

1931年秋，吴佩孚在四川勾结甘肃保安司令雷中田妄图东山再起。为保第十七路军侧背安全，段受命随孙蔚如率部入甘，先后在定西、静宁与甘军激战。12月，第五十旅占领兰州，段任兰州警备司令;吴佩孚和雷中田仓皇经宁夏逃往天津。1932年夏孙作宾等在甘肃组织靖远起义失败后到兰州，段为孙掩护并在经济上给予帮助。

不久，第十七师离甘回陕，段率第五十旅先驻富平，后调防南郑。他拥护并执行孙蔚如与红四方面军达成的互不侵犯和共同反蒋的口头协定，在其防区积极参与开辟交通线，为红军提供电台、电话机、电池、电线、军用地图等物资。1935年秋，段率第五十旅驻防三原、泾阳、高陵。西安事变前，段升任第三十八军副军长，随后与武士敏赴南京陆军大学将官班学习。西安事变和平解决，第十七路军缩编为第三十八军，段仍任副军长，协同孙蔚如为稳定部队做了大量的工作。

1937年7月，抗日战争爆发。9月初，段以第三十八军副军长身份与赵寿山、许权中等率第十七师、第一七七师五二九旅、军教导团赴河北抗日，参与指挥了保定、漕河、府河战役，还指挥所部参加了忻口会战和保卫娘子关等战役。11月，段参加了第十七师在山西离石碛口的整训，开始了第三十八军与中共合作的新阶段。1938年初，段从山西前线回陕，随后到合阳、朝邑检查固守河防的第一七七师，并在合阳向部队讲话，鼓舞士气。7月，第三十八军改编为第三十一军团，孙蔚如如任军团长，下辖第三十八、九十六两个军，赵寿山任三十八军军长，段仍为副军长。8月以后，他协同孙蔚如、赵寿山指挥了中条山保卫战，先后粉碎日军11次“扫荡“，歼敌达两万以上。国民政府曾通电嘉奖，第一战区司令长官卫立煌也称誉三十八军是“中条山的铁柱子“。1940年，段兼任凤彬师管区司令，坚持宣传抗日爱国思想，训练抗日部队始终如一。

段爱读书，好骑射，长书道。他的书法在第十七路军内外享有盛名，所留墨迹，反映了强烈的爱国主义情感。1942年3月，他在凤翔县城大操场的戏台上向部队讲话时，突发脑溢血，经抢救无效殉职。