Takeru Segawa blev født den 29. juli 1991 i Yonago i Japan. Hans far, der var amatørhistoriker, opkaldte ham efter den legendariske kriger Yamato Takeru. Som barn blev han fascineret af professionel wrestling, som han så sammen med sin far, men det var den japanske kickboxingorganisation K-1, der for alvor fangede hans interesse, især da Andy Hug vandt K-1 Grand Prix i 1996. Han begyndte at dyrke karate allerede i anden klasse i folkeskolen og opnåede til sidst sort bælte i Shin Karate.
Efter at være blevet bortvist fra skolen havde Takeru flere jobs for at finansiere sin drøm: at flytte alene til Thailand for at træne Muay Thai. Den periode lagde grundstenen til en kampstil, der kombinerede karateteknik med thailandske sparkekombinationer. Da han vendte tilbage til Japan, dominerede han først amatørscenen, før han i professionel K-1 opbyggede en ubesejret stime på syv år og blev organisationens eneste tredobbelte mester nogensinde med titler i superbantamvægt i 2015, fjervægt i 2016 og superfjervægt i 2018. I 2023 føjede han også en ISKA K-1-verdensmesterskabstitel i letvægt til samlingen.
I januar 2024 tog Takeru springet til ONE Championship og debuterede med det samme mod den etablerede fluevægtskonge Superlek Kiatmuu9, en kamp han tabte på point. Efter en knockoutsejr over Thant Zin i september 2024 fik han i marts 2025 ved ONE 172 sin første kamp mod Rodtang Jitmuangnon, som han overraskende hurtigt tabte via knockout. Han kom tilbage med en TKO-sejr over Denis Purić ved ONE 173 i november 2025, hvilket banede vejen for en længe ventet revanchekamp mod Rodtang.
Revanchekampen, der blev afholdt den 29. april 2026 ved ONE SAMURAI 1 i Japan, blev karrierens sidste kapitel: Takeru stoppede Rodtang via TKO i femte omgang og erobrede dermed den midlertidige ONE Flyweight Kickboxing-verdensmestertitel, hvilket indbragte ham en bonus på 100.000 dollar. Umiddelbart efter kampen annoncerede han sin pensionering, blandt andet på grund af en diskusprolaps i nakken, som han havde kæmpet med i over et år. I september 2026 står han derfor som regerende midlertidig verdensmester, en titel han aldrig kommer til at forsvare, og i oktober 2026 bliver han optaget i ONE Championships Hall of Fame under ONE SAMURAI 4. Han blev trænet af Masakazu Watanabe hos Team VASILEUS og tidligere af Kensaku Maeda hos K-1 Gym KREST og Team Dragon.