Clas Robert Segercrantzin vanhemmat olivat kapteeni Fredrik Segercrantz ja Maria Helena Fischer ja puoliso vuodesta 1840 Helena Grigorjevna Tumanskaja. Segercrantz valmistui 2. Pietarin kadettikoulusta, ylennettiin vänrikiksi ja määrättiin palvelukseen 18. tykistöprikaatiin 1826. Prikaatinsa mukana hän osallistui Venäjän–Turkin sotaan 1828–1829. Segercrantz ylennettiin aliluutnantiksi 1832, luutnantiksi 1834, alikapteeniksi 1838 ja kapteeniksi 1843. Hänet määrättiin 11. tykistöprikaatin 3. kevyen patterin päälliköksi 1844 ja ylennettiin seuraavana vuonna everstiluutnantiksi. Vuonna 1847 Segercrantz siirrettiin 7. tykistöprikaatin 2. raskaan patterin päälliköksi. Hän osallistui Unkarin kapinan kukistamiseen 1849, jolloin hänet myös ylennettiin everstiksi. Segercrantz määrättiin 8. tykistöprikaatin komentajaksi 1854 ja hän johti prikaatia Krimin sodassa 1854–1855. Kenraalimajuriksi hän yleni sodan aikana joulukuussa 1855.