Madridban született, Santiago Segura pályafutását azzal kezdte, hogy tizennégy évesen készítette első rövidfilmjét. Madridban művészeti tanulmányok után végül úgy döntött, hogy filmkészítő lesz. Első rövidfilmje, a Relatos de la medianoche (1989) mindössze 7 000 pontos (kb. 60 dollár) költségvetéssel készült. Ezt követően több spanyol tévés kvízműsorban is versenyzőként szerepelt, például Locos por la tele (1990) és No te rías, que es peor (1990). Ezekből a látványokból származó pénzből ő irányította az Evilio-t. (1992) és röviddel ezután a Perturbado (1993), ahol 1994-ben Goya díjat nyert a legjobb rövidfilm kategóriában. Utolsó rövidfilmje a folytatás, az Evilio vuelve (El purificador) (1994). Nagyon jó barátja a spanyol rendezőnek Álex de la Iglesia és minden filmjében szerepelt. 1998-ban rendezte első nagyjátékfilmjét, a hatalmas sikert jelentő Torrente-t, az el brazo tonto de la ley (1998).
