Martina Segna wurde in Bozen geboren. Sie studierte Architektur an der Technischen Universität Graz, bevor sie ein Bühnen- und Kostümbildstudium an der Kunstuniversität Graz sowie an der Central School of Speech and Drama in London abschloss. Nach mehreren freien Mitarbeiten bei Musiktheaterproduktionen u.a. bei den Bregenzer Festspielen, an der Volksoper Wien, am Theater an der Wien und einer festen Assistenz an der Bayerischen Staatsoper München arbeitet sie freischaffend für Oper und Schauspiel. Bisher führten sie Engagements u.a. an die Staatsoper Prag, das Prinzregententheater München, das Badische Staatstheater Karlsruhe, das Opernhaus Skopje, das Nationaltheater Belgrad, das Opernhaus Halle, das Nationaltheater Weimar und das Theater Basel. Eine langjährige Zusammenarbeit verbindet sie mit der Regisseurin Florentine Klepper. 2013 gab sie ihr Debüt an der Semperoper Dresden mit Der fliegende Holländer. Bei den Salzburger Osterfestspielen 2014 entwarf sie das Bühnenbild für Arabella, eine Koproduktion mit der Semperoper.