Tullio Segre nacque a Torino il 1 giugno 1924 da Ugo e Iolanda Momigliano. Abitava con la famiglia al numero 50 di corso Dante Alighieri (attuale numero 90) a Torino.

Ebreo, il 3 dicembre 1943 venne arrestato a Varese da italiani. Detenuto in un primo tempo presso le carceri di Varese, quindi alle carceri Nuove di Torino, venne in seguito trasferito al campo di Fossoli. Venne deportato ad Auschwitz con il trasporto partito da Fossoli il 22 febbraio 1944. Al suo arrivo il 26 febbraio seguente superò la selezione iniziale e venne immatricolato col numero 174547.

Tullio morì in prigionia in un luogo ignoto in una data successiva al 21 aprile 1944.