段伯宇（1904年7月9日—1998年9月23日），河北蠡县东孟尝村人。早年在天津投身“五四”运动，被学校开除；继而考入河北大学，又因组织学潮，被迫停学。曾只身掩护与北洋军阀作战的傅作义将军脱险。抗日战争爆发后，奔赴延安“抗大”学习。1938年8月，加入中国共产党。旋奉周恩来指示，打入国民党军事机关。参与策划、组织了一系列对国民党部队的策反行动。
段伯宇，1904年出生于河北省蠡县孟尝村，其父段云峰早年追随孙中山，是同盟会会员。少年时期的段伯宇受其父亲影响，思想激进，1919年，正在天津读中学的他参加了五四运动。1923年，他考入了保定的河北大学就读医科。但是，学医并不是他的心愿，他从小就立志要做一名军人。当他从报纸上得知黄埔军校第一期招生的消息后，立即跃跃欲试，要去报考，可身为军人的父亲却坚决反对，认为在这个动荡的年代去参军是条绝路，还不如学医实际些。在河北大学就读期间，他广泛阅读了《资本论》、《国家与革命》、《共产党宣言》等马列主义书籍，初步接受了马克思主义的熏陶和启蒙，并因多次参加学生运动被学校开除。抗战爆发以后，他曾到太行山寻找八路军未果，后随国民党第三十二军南下。
1938年春，段伯宇只身奔赴延安，参加抗大学习，面聆了毛泽东所作的《论持久战》的报告。8月初，他返回原部队，由中共秘密党员王兴纲介绍加入中国共产党。“长沙大火”后，他被八路军南昌办事处派往重庆，和周恩来的秘书周怡单线联系，并通过他父亲的关系，进入李济深领导的国民党军事委员会战地党政委员会当了一名视察员。1939年，他在重庆受到周恩来的接见，周恩来要他做好长期在国民党军队中潜伏的思想准备，并指示他：在国民党统治区工作遇到的困难多，在困难的情况下，要争取有利的一面，并努力使之转变为现实。此后不久，由于周怡被敌人逮捕杀害，他与党组织失去了联系。为更好地在国民党军队内开展工作，1943年10月，段伯宇考入陆军大学第七期特别班。当时陆军大学流行同学会、同乡会、联谊会、聚餐会等多种形式的活动，段伯宇利用这些活动结交了一批对国民党消极抗日、积极反共，对官僚腐朽、贪污腐败现象不满的人，如贾亦斌、
刘农畯、宋健人、宋光烈等。贾亦斌29岁即是少将军衔，虽不是黄埔嫡系，但在抗日战争初期担任团长，率部积极作战。刘农畯是杜聿明的部下，曾任
远征军中校通讯营长，在缅甸作战过，因其善于研究缅甸地形、气候，而使部队减员很少，保证了远征军司令部作战的需要。他出身于国民党装甲汽车部队，熟悉战车、汽车、通讯等现代作战技术手段。他对国民党特别是
四大家族瓜分和垄断国家经济很不满，民主观念很浓，抗日比较坚决。宋光烈在保定第二师范读书时就与共产党有联系，参加过冯玉祥在察北领导的抗日联军。宋健人少将对民族复兴、国家前途和命运也颇为关心。段伯宇经常与他们谈学习、谈政治，建立了感情，打下了以后策反工作的基础。
经过两年多的学习，到了1946年春天，段伯宇和特别班的学员就要正式毕业了。在这个何去何从的人生转折时期，他的二弟段仲宇的一个建议对他此后的人生道路起了很重要的作用。段仲宇比段伯宇小10岁，1930年11月入
中央陆军军官学校第九期学习，1934年毕业，1939年考入陆军大学第十七期，1942年毕业后留校任教官，1944年随
远征军入印度，任驻印度总指挥部军务处科长、处长，同年回国，进入蒋介石的侍从室任上校参谋。有一次，兄弟俩促膝相谈，段仲宇问大哥毕业后的去向，段伯宇提出想回河北老家，人地两熟，便于开展工作。段仲宇则建议他到总统府侍从室，因为那是国民党最高军事机关，有很多优越的条件，可以用其所长，开展工作。考虑到如果能争取到这个有利的岗位，可以更好地为党工作，段伯宇便同意了弟弟的建议。
1946年初，段仲宇利用他调任联合国安全理事会军事参谋团中国代表团的机会，向侍卫长俞济时推荐，由段伯宇替补他离任后的遗缺。他说：“我大哥段伯宇适合这一工作，他是陆军大学特别班第七期学员，成绩在一百三十多名学员中名列第七，是上校军衔，即将毕业，又是一位老大学生，外语、汉语文字工作能力和组织才干都好。”当时俞济时正在陆军大学将官班学习，听段仲宇如此一说，对段伯宇的出身、学历、成绩等各方面都非常满意，于是把段伯宇的情况上报给了蒋介石。当年3月10日，陆军大学特别班第七期在重庆举行毕业典礼，蒋介石以校长名义，带领国防部长何应钦、军令部长徐永昌及在重庆的高级将领亲临学校主持典礼。讲话之后，蒋介石一一检阅了特别班第七期的每个学员。当他走到段伯宇的跟前时，很仔细地打量了一番。典礼结束，立即有人传话，说校长蒋介石召见段伯宇。蒋介石在自己的学生面前表现得一向很大度，很有长者的风范。他亲切有加，仔细询问了段伯宇的姓名、年龄、籍贯、学习情况，讲了一大堆勉励的话，强调要效忠党国，服从校长。他还特意问了一声“令尊早年何处求学”，当他听到“可能是保定姚村速成
武备学堂”时，很高兴地站起来，以指扣额，说“好！好！好！你们父子三人同是陆大出身，难得，难得。”受蒋介石召见不久，段伯宇就接到通知，到
军事委员会委员长侍从室报到。蒋介石怎么也没有想到，他亲自挑选的侍从参谋竟是共产党员。段伯宇在蒋介石侍从室（后改为总统府军务局）任少将高参后，在国民党军队内进行策反工作。解放战争后期，蒋介石为了保存他最精锐的核心部队——现代化伞兵三团，打算把伞兵三团调到台湾担任自己的警卫部队。上海地下党得到这个情报后，责成段伯宇具体负责伞兵团的起义工作。经过段伯宇的周密策划，伞兵三团于1949年4月15日利用从海上撤退福建的机会，转舵北上，在海上起义，安全抵达连云港，受到了以新海连特委书记谷牧为首的解放区党政军民的热烈欢迎。1949年3月11日，借病辞职后前往上海从事中共地下工作，任中共上海局策反委员会委员，先后策动预备干部局训练团第1总队、伞兵第3团、江苏省保安总队、辎重汽车兵第2团等部起义。5月12日在上海迎接解放。
中华人民共和国成立后，1949年10月段伯宇担任政务院和外交部工作人员。11月入军情部武官班受训。1950年5月，派任外交部行政处处长兼党支部书记。1953年7月，调任中国人民外交学会副秘书长兼党支部书记。1956年9月，考入中共中央高级党校校学习。1958年7月，党校毕业后派任中共中央高级党校哲学教研室讲师。1961年4月，调任中国科学院亚非研究所党支部书记兼亚非学会副秘书长。1964年8月，调任自然科学史研究室党支部书记。1983年6月，当选全国政协（主席邓颖超）委员。1986年3月，当选中国亚非学会理事、顾问。1987年10月离休。1998年9月23日在北京病逝。