担任都护
段会宗初任杜陵（今陕西西安东南）县令。公元前33年（竟宁元年），段会宗因其才能出众，治绩卓著，名闻京城，以杜陵县令的身份被五府推荐（即三公、太傅和大将军等联名推举）为西域都护 、骑都尉、光禄大夫，段会宗为官忠厚爱民，因而西域各族人民都敬重他的威望和信用。
公元前30年（建始三年），段会宗任满三年， 按例更换官吏而返回京城长安（今陕西西安），被任命为沛郡（今安徽濉溪县）太守。 因为匈奴单于应当前来朝见，朝廷于是调任段会宗为雁门太守。
公元前29年（建始四年）冬，段会宗被乌孙国的军队围困，段会宗用驿马上书，请求汉成帝征发西域诸国军队，以及汉朝在敦煌的军队救援。四天之后，朝廷诏令刚到，段会宗已经解除了乌孙之围。
数年之后，段会宗因犯法而被罢免官职。公元前21年（阳朔四年）十二月，小乌孙王乌就屠去世，他的儿子拊离继任王位，拊离又被弟弟日贰杀死。汉朝派遣使者扶立拊离的儿子安日为王。日贰逃亡到康居，以逃避安日的追杀。安日指使贵族姑莫匿等三人，诈作反叛逃亡，追随日贰，将他刺杀。公元前23年（阳朔二年），西域诸国纷纷上书，要求汉朝派段会宗担任西域都护 ，汉成帝答应了他们的要求，于是再次任命段会宗为西域都护。 西域诸城邦国听到消息，都一致亲近归附汉朝。
谷永劝诫
段会宗为人喜好大节，注重功名，同谷永交情不错。谷永怜惜段会宗年老又到远方去任官，就去信劝诫他说道：“足下以能安抚远方的美德，又担负都护的重要职位，甚好甚好！以您的才能，可以轻而易举地在都城取得卿相的职位，何必要去昆山之侧创建功业，统率百蛮，安抚异域的人们呢？您的思虑深长，本来我是没有什么可以告诉您的。即使这样，朋友间临别赠言，怎敢不略略说说自己的意思呢。现在汉朝恩德正盛大，边远地区的人们都来臣服，傅介子、郑吉、甘延寿、陈汤的功绩终身不可能再次出现，希望我的朋友您要按照旧有的惯例，不要追求奇特的功绩，任职期满就回来，也足以抵销雁门的不幸。万里之外应以身体为本，希望您仔细考虑我的话。”
安定乌孙
公元前18年（鸿嘉三年），段会宗前往西域。段会宗出了边境，西域各国派子弟到城郊去迎接他。小乌孙王安日以前是段会宗立他为王的。心中感激他的恩德，打算去拜访，各位翎侯阻止他前去，他不听，于是到了龟兹去拜会。有城郭的各国都对他很亲近顺从。康居太子保苏匿率领一万多人想投降，段会宗就把情况上奏朝廷，朝廷派遣卫司马去迎接。段会宗调派戊己校尉的军队随同司马接受投降的人。司马畏惧投降的人多，打算叫投降的人都自己捆绑上，保苏匿于是产生了怨恨心理，就率领众人逃走。段会宗任期满后回来，因为擅自派遣戊己校尉的军队，耽误了军事行动，汉成帝下诏将功抵罪。授官为金城太守，因病被免官。
公元前17年（鸿嘉四年），小乌孙王安日被其国人所杀害，各位翎侯就大乱起来。汉成帝就征召段会宗为左曹、中郎将、光禄大夫，让他前去安抚乌孙国，他立安日的哥哥末振将为乌孙王，安定了乌孙国之后便回到京师。
憾未亲杀
公元前16年（永始元年），末振将害怕被大乌孙王雌栗靡吞并，就派贵族乌日领诈降于雌栗靡，并乘机刺杀他。汉朝想发兵讨伐末振将，后未出兵，就派段会宗带着金宝、丝绸到西域与都护策谋，立雌栗靡的叔父、解忧公主之孙伊秩靡为大乌孙王。汉朝把末振将在长安的侍子没为官奴婢。
公元前12年（元延元年），伊秩靡的翕侯难栖杀掉末振将，末振将之兄安日之子安犁靡被立为小乌孙王。汉朝以未能亲杀末振将为遗憾。
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