Figlio del medico partigiano Mosè Di Segni, è laureato in medicina e chirurgia. Ha continuato ad esercitare anche la sua professione di medico fino al 2014, come direttore di dipartimento di diagnostica per immagini (radiologia) all'ospedale San Giovanni di Roma. Ha conseguito il titolo di rabbino presso il Collegio Rabbinico Italiano nel 1973 e come rabbino capo di Roma occupa la cattedra rabbinica più importante in Italia. Membro del Consiglio direttivo dell'Assemblea dei Rabbini d'Italia dal 1999 al 2007 e Vice presidente della Conferenza Rabbinica Europea, dal 2010. Direttore del Collegio Rabbinico Italiano, dal 1999.