段慧玲于1991年7月获得东北石油大学机械工程系学士学位;1998年3月获得东北石油大学机械工程系硕士学位; 2005年获得北京大学工学院力学与工程科学系博士学位;2005年至2006年在英国卡迪夫大学工学院英国皇家学会做博士后;2006年至2007年受聘为德国卡尔斯鲁厄大学德国洪堡学者;2007年至2015年历任北京大学工学院副研究员、研究员;2013年至2018年任北京大学工学院力学与工程科学系主任;2018年至2019年历任北京大学工学院副院长、执行院长;2015年任北京大学工学院长江学者特聘教授;2020年任北京大学工学院院长,同年入选美国机械工程师学会会士 ;2023年11月当选为中国科学院院士 ;2025年当选为加拿大工程院外籍院士、中国力学学会首届会士 、世界科学院院士 ;同年3月任北京大学工学部主任 ;2026年任北京大学副校长。