即位，段晖任辅国大将军、御史大夫、西海侯。429年（永弘二年），吐谷浑、北凉一起攻打西秦，段晖迎击获胜。430年（永弘三年），吐谷浑攻打西秦的定连，段晖再次迎击获胜。西秦国政混乱，段晖和儿子段承根投奔吐谷浑慕璝。431年，吐谷浑附魏，段晖父子归顺北魏。魏太武帝重用，以为上客。段晖随太武帝到长安，欲南投刘宋，事泄被杀。