Сегерстам е главен диригент на Филхармоничния оркестър на Хелзинки. Бил е начело на няколко други оркестри, сред които оркестъра на Датското Национално радио и Симфоничния оркестър на Австрийското радио. Работи е като гост-диригент на редица оркестри като Чикагския симфоничен оркестър, Филхармоничния оркестър на Лос Анжелис, Симфоничния оркестър на Торонто, Кралския Ливърпулски Филхармоничен оркестър и Симфоничния оркестър на Сао Паоло. От 1997 е професор е по дирижиране в Академията Сибелиус в Хелзинки. Сред студентите му са Сузанна Мялки, Саша Мякиля и Марку Лааксо. Като композитор Лейф Сегерстам е известен преди всичко с многобройните си симфонии, написани като правило за оркестър без диригент. Те вече наброяват 329. Освен симфониите Сегерстам има около 30 струнни квартета, много концерти – 13 от тях са за цигулка, 8 за виолончело, 4 за виола, 4 за пиано и 3 за валдхорна.