Die in Südtirol geborene Martina Segna studierte Bühnenbild an der Kunstuniversität Graz, Architektur an der TU Graz und absolvierte ein Masterstudium an der Central School of Speech and Drama der University of London.
Seit 2004 ist Martina Segna als freischaffende Bühnenbildnerin mit dem Schwerpunkt Oper an zahlreichen Häusern im mitteleuropäischen Raum tätig, u. a. an der Oper Frankfurt, Semperoper Dresden, Opéra de Dijon, Staatsoper Prag, den Bühnen Bern, dem Theater Basel, Prinzregententheater München, Teatro Regio di Parma, Nationaltheater Belgrad, sowie bei den Osterfestspielen Salzburg, und arbeitet u. a. mit Regisseur:innen wie Florentine Klepper, Dirk Schmeding, Valentina Carrasco, Claus Guth, Lorenzo Fioroni und Brigitte Fassbaender zusammen.
An der Oper Graz gestaltete Martina Segna die Bühne für Der ferne Klang, Norma und Salome unter der Regie von Florentine Klepper. Mit Regisseur Dirk Schmeding erarbeitete sie bereits Guercœur von Albéric Magnard am Theater Osnabrück („Wiederentdeckung des Jahres 2019“ der Fachzeitschrift Opernwelt), an der Oper Graz erweitert sich diese Zusammenarbeit um Weinbergers Schwanda, der Dudelsackpfeifer (2021/22) und Robert Stolz‘ Venus in Seide (2023/24).