Die eigenständige Geschichte von Phélan Ségur beginnt im Jahr 1810. Durch Zusammenlegung von zwei Anwesen, des Clos de Garramey und des Château Ségur gründete der irischstämmige Frank Phélan das heutige Weingut. Beide Anwesen gehörten davor dem berühmten Marquis de Ségur, der seit der Französischen Revolution Schwierigkeiten hatte, seine Besitztümer, zu denen auch Château Lafite und Château Latour gehörten, zu halten.

Frank Phélan ließ ein riesiges Gebäude errichten in dem Wohnsitz, Verwaltung, Weinbereitung und Weinlagerung vereint sind.

1924 kaufte die Familie Delon das Weingut, der schon das berühmte Château Léoville-las-Cases gehörte. Bei der ersten Auflage der Cru Bourgeois Klassifikation im Jahr 1932 erhielt das Gut den Rang eines Cru Grand Bourgeois Exceptionnel.

Das Eigentum wurde im Juli 1919 an Joseph Chayoux, Präsident der Champagner-Handelskammer verkauft, wer weiter die Marke entwickelte, bis bevor dem ersten Weltkrieg, als das Eigentum für das große Glück auf 1928 zu einem Stadt-Konsortium angeführt von seinem Neffen René Chayoux, Eigentümer des Champagners Ayala, davor verkauft wurde, die Finanzkrise von 1930, auf den Tod von Ren é die Operation durch ein Vertrauen geführt wurde, das schließlich die Marke und seine Möglichkeiten verkaufte.

1985 verkaufte die Familie Delon das Gut an den ehemaligen Besitzer der Champagner-Marken Pommery und Lanson, Xavier Gardinier sowie dessen 3 Söhne. Die ersten Jahre waren jedoch ein geschäftliches Fiasko. Der komplette Jahrgang 1983 musste aus dem Handel genommen werden, da Verunreinigungen mit Herbiziden bekannt geworden waren. Diese Rückrufaktion hatte auch noch große Nachwirkungen auf die Jahrgänge 1984 und 1985, die ebenfalls nicht unter dem namen Phélan Ségur vermarktet werden konnten.

Da Gardinier sich jedoch nicht beirren ließ und noch viel in die Infrastruktur investierte, strahlt der Wein seit dem Jahrgang 1986 wieder. Bestätigt wurde dies offiziell als Château Phélan Ségur im Jahr 2003 als eines von 9 Gütern abermals den Status eines Cru Bourgeois Exceptionnel erhielt.

Aktueller Leiter des Guts ist Thierry Gardinier.