Arthur Segal werd op 13 juli 1875 te Jassy, Roemenië, geboren. Hij verliet in 1892 Roemenië om in Berlijn aan de Kunstacademie te gaan studeren. In 1896 verhuisde hij naar München om zijn kunstopleiding voort te zetten. In 1902 en 1903 maakte hij studiereizen naar Parijs en Italië en keerde in 1904 terug naar Berlijn, waar hij in hetzelfde jaar trouwde met zijn nicht Ernestine. In april 1910 nam Segal samen met de beeldhouwer Constantin Brancusi deel aan de in Boekarest gehouden tentoonstelling Tinerimea Artistica en in hetzelfde jaar had Segal zijn eerste solo-expositie in Sala Arta te Boekarest. De pers noemde dit de eerste expositie van moderne kunst in Roemenië. In mei 1911, april 1912 en maart 1913 exposeerde Segal opnieuw in Boekarest bij Tinerimea Artistica. In november 1912 nam Segal deel aan de negende Der Sturm-tentoonstelling te Berlijn.
Segal verhuisde denkelijk in 1914 met zijn vrouw, zoon Walter (1907-1985) en dochter naar Ascona, Zwitserland, om te ontkomen aan de Eerste Wereldoorlog. In juni 1916 exposeerde Segal in Cabaret Voltaire te Zürich en maakte hij kennis met Hans Arp en Jawlensky. Cabaret Voltaire was in februari 1916 geopend door o.a. de Roemenen Tristan Tzara, Marcel en Georges Janco (ook geschreven als Ianco). Andere leden waren Hans Arp, Hugo Ball en Emmy Hennings. Het was het begin van het dadaïsme.
In november 1918 nam Segal deel aan de tentoonstelling van Das Neue Leben in Bazel. Das Neue Leben was in april 1918 opgericht in Bazel door o.a. Janco, Richter, Arp, Taeuber-Arp, Eggeling en anderen. In 1920 keerde de familie Segal terug naar Berlijn, waar hij een schilderschool opende en lid werd van de Novembergruppe. Een van zijn leerlingen was van het voorjaar 1922 tot mei 1923 zijn landgenoot Max Herman Maxy. In mei 1922 werkte Segal mee bij het inrichten van de Roemeense afdeling van de Erste Internationale Kunstausstellung, die gehouden werd door het Warenhuis Tietz te Düsseldorf. Segal nam in oktober 1922 deel aan de Juryfreie Kunstschau in Berlijn. Ook Max Herman Maxy nam daaraan deel. Dit was ook bij Die Grosze Berliner Kunstausstellung in mei 1923. Arthur Segal nam deel aan de van 30 november t/m 30 december 1924 gehouden Prima Expozitie Internationale Contimporanul in de Sala Sindicatului Artelor Frumoase te Boekarest. In 1925 werd hij uitgenodigd om te komen lesgeven aan Das Bauhaus, maar hij ging daar niet op in. In april 1927 werd de eerste tentoonstelling gehouden van werken uit de schilderschool van Segal bij Kunstheim Twardy te Berlijn.
In 1933 emigreerde Segal in verband met zijn Joodse achtergrond naar het Spaanse eiland Mallorca en in 1936 wegens de Spaanse burgeroorlog naar Londen, waar hij op 23 juni 1944 overleed.
Dankzij de financiële ondersteuning van de familie Segal door Bernhard Mayer kon zoon Walter architectuur studeren in Delft en Berlijn. In 1932 kreeg Walter de opdracht om voor Mayer een vakantiehuis in Ascona te ontwerpen. Het houtenhuis La Casa Piccola bestaat nog steeds. In Engeland was Walter vooral bekend als architect voor zelfbouwprojecten.
De Duitse handelaar Bernhard Mayer vestigde zich met zijn familie in 1916 in het Zwitserse Zürich, maar had sinds 1909 al een vakantiehuis in Ascona, waar hij omging met kunstenaars als Jawlensky, Arthur Segal en Christian Rolfs. In Zwitserland begon Mayer kunst te verzamelen van o.a. Cézanne, Picasso, van Gogh, Kandinsky, Klee, Matisse, Renoir en Jawlensky. In 1941 verhuisde het echtpaar Mayer en hun twee kinderen naar de Verenigde Staten met slechts een deel van hun kunstbezit. Een deel van hun achtergebleven kunstbezit ging verloren of werd verkocht. Na de Tweede Wereldoorlog keerde het gezin terug naar Zwitserland, waar Mayer in 1946 overleed. De helft van zijn twaalf schilderijen erfde zijn zoon Ernst Mayer. Ernst dochter Gabrielle trouwde in 1951 met Werner Merzbacher (1928) en zij verzamelden o.a. een grote collectie fauvistische en expressionistische schilderijen. Van 27 juli t/m 17 november 2002 werd in de Royal Academy of Arts te Londen de tentoonstelling Masters of Color: Derain to Kandinsky met 80 meesterwerken uit de collectie Merzbacher gehouden.