家世
段彥謨家世不詳，《舊唐書》《新唐書》均無他的傳。唐僖宗初年，他作為泰寧都將參與對黃巢的大規模農民變軍作戰。879年，朝廷命他取代江西招討使曹全晸。當時，曹全晸剛和山南東道節度使劉巨容大敗黃巢，正在追擊。朝廷讓段彥謨取代曹全晸使曹停止了追擊，黃巢及其主將尚讓得以逃脫。
控制荊南
劉巨容擊敗黃巢後回師山南東道，而前宰相諸道行營都統兼荊南節度使王鐸早在曹、劉擊敗黃巢前都逃跑了，荊南節度使空缺，無人管領。荊南監軍宦官楊復光讓忠武鎮別將宋浩在朝廷任命前代領荊南，隨後朝廷也批准了。段彥謨自認為高於宋浩，因此怨恨。880年，宋浩下令士兵不許砍伐首府江陵街上的樹木，段彥謨的一些士兵卻違反了這一規定，宋浩鞭打了他們的背，段、宋矛盾終於激化。段彥謨認為宋浩是在侮辱自己，殺入宋浩大營，殺宋浩及其二子。楊復光又上表稱宋浩太殘酷，所以被殺。據《新唐書》楊復光的傳記載，楊因宋浩同樣不敬自己，對段彥謨的行為予以鼓勵。僖宗敕段彥謨為朗州刺史，工部侍郎鄭紹業為新任節度使。段彥謨顯然無意去朗州赴任，而鄭紹業害怕控制荊南的段彥謨，也不去赴任，拖延半年之久。隨後，881年初，黃巢攻占京城長安，僖宗被迫逃往成都，召回鄭紹業，任段彥謨為荊南節度使。
身亡
段彥謨和新任監軍宦官朱敬玫很快發展成敵對關係。朱敬玫招募三千精兵號為忠勇軍，親自統轄。段彥謨生氣了，決定殺掉朱。但882年夏，朱敬玫先發制人，攻殺段彥謨，以江陵少尹李燧為留後。僖宗再次任鄭紹業為荊南節度使，但鄭猶豫著沒去荊南赴任，朱敬玫讓押牙陳儒領荊南事。
