1917年8月23日 出生于四川省绵阳县丰谷井松桠乡。
1931-1936年 就读于四川省蓬溪县中学。
1936-1938年 中学毕业后留蓬溪中学补习，同时积极参加抗日宣传活动，曾任学生抗日宣传队队长。
1938-1940年 先后在四川省蓬溪县常乐小学、遂宁县永兴乡小学执教。
1941-1945年 就读于国立艺术专科学校国画系。师从吕凤子、潘天寿、李可染、邓白、黎雄才等先生学习中国画。
1945年 毕业于国立艺专。
1946年9月 抵达莫高窟，开始敦煌艺术考察、研究、临摹和保护工作。
1946-1949年 任敦煌艺术研究所考古组代组长。负责组织临摹壁画、调查洞窟内容等工作。本人临摹壁画近百幅，包括莫高窟第245窟《尸毗王本生》、第158窟《各国王子举哀图》等巨幅作品。
1950年 任敦煌文物研究所美术组组长。并在常书鸿所长外出时代理所长。
1952年 率团赴玉门油矿为石油工人举办“敦煌艺术展”。
1952-1953年 发起并领导莫高窟西魏第285窟整窟壁画临摹工作。
绘有“敦煌老农”“敦煌民工”“敦煌青年”“解放军战士”等一批素描写生画。
1954年 参加莫高窟唐代图案临摹工作。
同年，被聘为敦煌文物研究所副研究员。
1955年 完成了莫高窟第130窟《都督夫人礼佛图》的研究性复原临摹和第194窟《帝王图》等临摹作品。
同年秋天，在北京举行第二次敦煌壁画展，赴京负责展览的组织和接待工作。
1956年 主持并参加榆林窟第25窟整窟壁画临摹工作。
1957-1961年 在反右政治运动中受冲击，被撤销一切职务和副研究员级别。
1962-1965年 甘肃省委派出工作组到文物研究所调查反右中处理不当的问题，被甄别平反，恢复原有的专业职称和级别。担任学术委员会秘书。
1966-—1972年 在“文革”动乱期间受迫害，下放至敦煌农村劳动。
1972年 重回敦煌文物研究所工作。赴扬州指导鉴真纪念堂“鉴真东渡”壁画的设计、创作工作。和关友惠、 马世长、潘玉闪、祁铎等人到新疆考察石窟艺术。
1976年 主持编撰大型彩塑画册《敦煌彩塑》，为书中撰写了《敦煌彩塑艺术》一文（此书1978年由文物出版社出版）。
1980年 任敦煌文物研究所第一副所长。参加由中国文物出版社和日本平凡社合作出版《中国石窟·敦煌窟莫高窟》五卷本的编撰工作。
1981年8月8日 陪同邓小平同志参观石窟，并向小平同志汇报研究所的工作情况，邓小平决定批拨300万元为研究所改善工作和生活条件。同年国家文物局长任质斌来所检查工作，提出建院设想。
1982年 任敦煌文物研究所所长。倡导试办敦煌文物研究所的学术刊物《敦煌研究》。策划并参与了敦煌文物研究所编、甘肃人民出版社出版《敦煌研究文集》的工作。随“中国文物工作友好访问团”赴日参加“中国敦煌壁画展”的开幕式，并与日本学者井上靖先生共同作了有关敦煌历史和艺术的学术讲演。被甘肃省人民政府授予“甘肃省先进工作者”称号。
1983年 在法国自然博物馆举办“敦煌艺术摹品展览”。率“敦煌壁画展览代表团”赴法国巴黎，应邀参加法国圣加·波里亚克基金会主办的“法中敦煌学学术报告会”，发表《略论莫高窟第249窟壁画内容和艺术》一文。参加在兰州、敦煌两地同时举行的1983年“全国敦煌学术研讨会”与中国敦煌吐鲁番学学会成立大会，并被推选为中国敦煌吐鲁番学会副会长。《敦煌研究》创刊，任主编。
1984年 敦煌文物研究所扩建为敦煌研究院，任院长。
1985年 任《中国美术全集·敦煌壁画》(上、下)和《中国美术全集·敦煌彩塑》三卷主编。率团参加在日本东京富士美术馆举行的“中国敦煌展”开幕式。会见了创价学会会长池田大作先生，并在创价大学作题为《敦煌的美术和民众》的讲演。与日本著名画家平山郁夫教授商定日方帮助敦煌研究院培养文物保护专业人才的援助项目。与日本著名作家井上靖会晤并畅谈了中日文化交流的历史和现况，访谈内容编辑成《敦煌之美》一书在日本出版。
1986年 应邀赴日本东京艺术大学讲学，被聘为该校名誉教授，并与平山郁夫校长商定了敦煌研究院和东京艺大合作项目。获日本东洋哲学研究所授予的“东洋哲学研究奖”。为了争取国际援助，在平山郁夫的陪同下，前往日本首相官邸拜会中曾根康弘首相。
1987年6月 应邀参加香港中华文化促进中心和香港大学中文系中国文化研究所联合主办的国际敦煌吐鲁番学学术会议，发表了《榆林窟第25窟壁画艺术》一文。
1987年9月 主持由敦煌研究院在莫高窟主办的敦煌石窟国际讨论会，并发表《敦煌早期壁画的时代风格探讨》一文。
应日本文化厅、东京艺术大学和东京国立文化财研究所的邀请，前往日本讲学。出席平山郁夫画展并剪彩、致辞。再次与池田大作先生晤谈。
拜会日本首相竹下登，并邀请竹下登访问敦煌。同年秋，陪同竹下登首相参观莫高窟，竹下登宣布日本政府援建项目。
个人论文集《敦煌石窟艺术论集》由甘肃人民出版社出版。
敦煌研究院“平山郁夫敦煌学学术基金会”成立，任基金会理事长。
1989年 应日中友好会馆理事长伴正一的邀请，赴东京参加赠画仪式，并与前来参加仪式的日本首相竹下登亲切交谈。
专程赴札幌看望了生前关爱敦煌的越智佳织小姐的父母。
任《中国美术分类全集·中国壁画全集·敦煌壁画》（共十卷）主编。
1990年7月 主编大型画册《敦煌》，由江苏美术出版社和甘肃美术出版社合作出版。
1990年8月 赴加拿大参加“第三十三届北非与亚洲研究年会”，并发表演讲。
再次赴日访问，与池田大作商谈援助事宜。
1990年10月 主持由敦煌研究院主办的“1990年敦煌学国际学术讨论会”，并发表《新发现的玄奘取经图》一文。
同年，获日本“东京富士美术馆最高荣誉奖”。
1991年 任甘肃省国际文化传播交流协会名誉理事长。
1991年10月 享受中华人民共和国国务院颁发的政府特殊津贴。(www.xing528.com)
1991年11月 与史苇湘等人赴印度参加“敦煌艺术展”开幕式和中印石窟艺术研讨会。会议期间先后做了《敦煌石窟艺术的特点》 《敦煌文物的保护和临摹》的演讲，并考察了阿旃陀石窟等文物遗址。
1991年12月 甘肃省敦煌学学会成立，当选为会长。
1992年 陪同中共中央总书记江泽民视察敦煌莫高窟。
任大型图录丛书《敦煌石窟艺术》主编（全书共22卷，江苏美术出版社出版）。
1992年5月 到西安参加全国文物工作会议，会后陪李瑞环同志到敦煌研究院视察。
1992年3-4月 应美国《地理》杂志社、盖蒂文物保护研究所、哈佛大学和加州大学伯克利分校的邀请，赴美洽谈文物保护合作项目，并考察、讲学，分别做了题为《敦煌石窟艺术特点》《新发现的玄奘取经图探讨》《佛国世界里的人间世界》《供养人画像与石窟》和《敦煌石窟概况和中心柱窟有关问题》等专题演讲。
1992年6-8月 赴台湾参加“敦煌艺术及古代科技展”开幕式及中国文化大学举办的敦煌学术研讨会。
1993年 考察四川石窟艺术。
1993年8月 赴香港参加“第34届亚洲及北非国际学术会议”。
1993年10月 参加由敦煌研究院、美国盖蒂保护研究所和中国文物研究所联合在莫高窟举办的“丝绸之路古遗址保护国际学术讨论会”，并做题为《丝绸之路上的瑰宝——敦煌艺术》的演讲。
同年，日本创价大学授予荣誉博士。
甘肃省人民政府授予“甘肃省优秀专家”称号。
1994年4月 “中国敦煌石窟保护研究基金会”成立，任理事长。
1994年6月 《段文杰敦煌艺术论集》由甘肃人民出版社出版。
1994年8月 主持由敦煌研究院主办的敦煌学国际学术讨论会，并发表论文《中西艺术的交汇点——莫高窟第285窟》。
在莫高窟举行的第二届中印石窟艺术讨论会上做了题为《佛教艺术中国化的进程》的演讲。
出席敦煌莫高窟保护研究陈列中心竣工典礼并致辞。
出席平山郁夫纪念幢揭幕仪式并剪彩。
作为从事敦煌石窟保护和研究工作三十年以上并做出突出贡献的人物受到甘肃省人民政府的表彰、奖励。
《段文杰眼中的敦煌艺术》一书由印度甘地国立艺术中心编译出版。
1995年4月 获得中华人民共和国文化部、人事部授予的“全国文化系统先进工作者”称号。
1995年5-6月 率敦煌研究院考察团赴俄罗斯考察俄藏敦煌文物。
1995年7月 赴香港参加由新华社香港分社、甘肃省文化厅和中国对外友协主办，敦煌研究院和甘肃省博物馆协办的“敦煌艺术展”开幕式及由香港文化交流协会主办的敦煌艺术座谈会。与陈琦玲、马文治一同看望了邵逸夫先生。
1996年2月 赴日本参加“敦煌石窟保护及相关问题”学术研讨会，发表了《敦煌莫高窟保护工作历史回顾》一文，并为奈良市各界人士做了题为《奈良与敦煌》的讲演。
1996年6月 在北京大学、北京师范大学、中国艺术研究院、中国青年政治学院等院校做学术报告。
1996年8月 赴北京参加“敦煌艺术展”开幕式。
出席由敦煌研究院在北京举办的“段文杰敦煌研究五十年纪念座谈会”。会议期间还出版了敦煌研究院编《段文杰敦煌研究五十年纪念文集》（世界出版公司出版），《心系敦煌五十春——段文杰敦煌壁画临本集》（天津人民美术出版社）。
同年，在莫高窟先后接待了乔石、杨尚昆、姜春云等中央领导同志。还会见了香港的知名人士徐展堂、日本国会议员大内启五、日中友好协会会长平山郁夫、日本法隆寺高田良信以及茶道里千家一行。
1998年 因年事已高，辞去院长职务，被任命为名誉院长。
1999年 到敦煌接受日本NHK放送协会举行的直播访谈。会见专程前来的平山郁夫先生。
赴香港出席商务印书馆举行的莫高窟五台山全图影印复制品展出活动并剪彩。
2000年 先后出席在北京、兰州、敦煌三地举行的纪念敦煌学百年盛大纪念活动。
陪同胡锦涛、尉建行、李岚清、李铁映等中央领导参观“敦煌艺术展”。和常书鸿、季羡林、饶宗颐、潘重规、邵逸夫、平山郁夫七人被授予“敦煌石窟保护研究特殊贡献奖”。
2001年 整理回忆录。
2002年 应邀赴台举办画展。
2003年 完成回忆录初稿，并定名为“敦煌之梦”。
2006年 获中国文联“造型艺术创作研究成就奖”。
修改并完成回忆录。
2007年8月 甘肃省人民政府、国家文物局授予段文杰先生“敦煌文物和艺术保护研究终身成就奖”。
2007年8月23日 敦煌研究院在兰州举办“庆祝段文杰先生从事敦煌文物和艺术保护研究60年暨90华诞座谈会”。
《敦煌之梦——段文杰回忆录》由江苏美术出版社出版。
《敦煌石窟艺术研究》由甘肃人民出版社出版。
《敦煌之梦——段文杰先生从事敦煌艺术研究60年成就展》在兰州敦煌艺术馆举办。
2009年6月 获文化部、国家文物局授予“中国文物博物馆事业杰出人物”荣誉称号。
2010年12月 《陇上学人文存·段文杰卷》由甘肃人民出版社出版。
2011年1月21日 在兰州逝世。
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