Родилась в Москве в семье музыкантов. В 1994 году закончила с отличием дирижерско-хоровой факультет РАМ им. Гнесиных (стипендиат Фонда «ЗНАНИЕ»). В 1996 году закончила с отличием вокальный факультет РАМ им. Гнесиных. В 1998 году закончила с отличием ассистентуру — стажировку вокального факультета РАМ им. Гнесиных. Педагог Дударева Л.И.
- В 1997-99 г.г. — стажер оперной труппы ГАБТа России.
- С 1999 года — солистка оперы ГАБТа.
- В 2005 году — лауреат премии Попечительского Совета ГАБТа.
- В 2007 году — лауреат Всероссийского конкурса «Лидер года» в номинации «Лучшая оперная певица».
- В 2015 году — Гран-при Международного конкурса «Musica Classica» в номинации «Профессионалы».
На IV Фестивале Опера Априори приняла участие в российской премьере оперы Я. Сибелиуса «Дева в Башне» (Хозяйка Замка).
Как драматическая актриса сыграла роль Катаритэ в балете «Тамаши» («Дух»).
В соавторстве с Л. Голушкиной написала и осуществила постановку пьесы «Н. Голованов. Сокровенное» (в основу которой легли романсы Н. Голованова в исполнении Е. Сегенюк)
Участница проекта О. Найденышева «Рок и Опера»
Специально для Евгении Сегенюк композитором В. Бесединой написана партия Екатерины Великой в опере «Самозванка» («Государыня»)
Имеет обширный камерный репертуар, постоянно выступает с сольными программами.
Работала с такими выдающимися дирижерами как Е.Ф. Светланов, Г.Н. Рождественский, М.Ф. Эрмлер, Г. Бонд, Г. Ринкявичус, А. Вилюйманис, В. Федосеев, Ю. Башмет, В.Полянский, М.Клаузе. Олли Мустонен и такими известными режиссерами как Б.А. Покровский, Ф. Замб 477 елла, П. Конвичный, А.Б. Титель, Э. Някрошюс, А. Сокуров, Л. Додин, С. Женовач, Р. Туминаc, Д. Белянушкин, П.Устинов, В.Фокин, Е.Арье.
Неоднократно принимала участие в авторских концертах Т.Н. Хренникова и записи его произведений и получила высокую оценку как в России, так и за рубежом.
Гастролирует по стране и за рубежом (Южная Корея, Италия, Гонконг, Польша, Словения, Великобритания, Финляндия, Латвия, Греция, Япония, Марокко, Иордания, Украина, Норвегия, Дания).
Преподавала в РАМ им. Гнесиных.