Takeru Segawa nació el 29 de julio de 1991 en Yonago, Japón. Su padre, un historiador aficionado, le puso el nombre del legendario guerrero Yamato Takeru. De niño se fascinó por la lucha libre profesional, que veía junto a su padre, pero fue la organización japonesa de Kickboxing K-1 la que realmente lo cautivó, especialmente cuando Andy Hug ganó el K-1 Grand Prix en 1996. Empezó a practicar karate en segundo curso de primaria y finalmente obtuvo el cinturón negro en Shin Karate.
Después de ser expulsado de la escuela, Takeru trabajó en varios empleos para financiar su sueño: mudarse solo a Tailandia para entrenar Muay Thai. Ese periodo sentó las bases de un estilo de combate que combinaba la técnica del karate con combinaciones de patadas tailandesas. De vuelta en Japón, primero dominó las filas amateur antes de encadenar una racha invicta de siete años en el K-1 profesional y convertirse en el único tricampeón de la historia de la organización, con títulos en peso supergallo en 2015, peso pluma en 2016 y peso superpluma en 2018. En 2023 añadió además un título mundial ISKA de K-1 en peso ligero.
En enero de 2024, Takeru dio el salto a ONE Championship y debutó inmediatamente contra el consolidado campeón del peso mosca, Superlek Kiatmuu9, en un combate que perdió por decisión. Tras una victoria por nocaut sobre Thant Zin en septiembre de 2024, en marzo de 2025 se le presentó en ONE 172 su primer enfrentamiento con Rodtang Jitmuangnon, contra quien perdió por nocaut de forma sorprendentemente rápida. Se recuperó con una victoria por TKO sobre Denis Purić en ONE 173, en noviembre de 2025, lo que allanó el camino para una esperada revancha con Rodtang.
La revancha, celebrada el 29 de abril de 2026 en ONE SAMURAI 1, en Japón, se convirtió en el broche final de su carrera: Takeru detuvo a Rodtang por TKO en el quinto asalto y conquistó así el título mundial interino de Kickboxing del peso mosca de ONE, además de un bonus de 100.000 dólares. Inmediatamente después del combate anunció su retirada, en parte debido a una hernia cervical que llevaba más de un año padeciendo. Por tanto, a septiembre de 2026 figura como vigente campeón mundial interino, un título que nunca defenderá, y será incluido en octubre de 2026 en el Salón de la Fama de ONE Championship durante ONE SAMURAI 4. Fue entrenado por Masakazu Watanabe en Team VASILEUS, y anteriormente por Kensaku Maeda en K-1 Gym KREST y Team Dragon.