Segregated Witness, meist verkürzt zu SegWit, verändert den Aufbau einer Bitcoin-Transaktion. Statt die digitale Signatur (die "Witness"-Daten) zusammen mit den Angaben zu Sender und Empfänger zu speichern, trennt SegWit sie ab und legt sie in einem eigenen Abschnitt am Ende der Transaktion ab. Diese Umstrukturierung, festgelegt im Bitcoin Improvement Proposal 141, behob ein hartnäckiges Problem namens Transaction Malleability, bei dem Dritte die ID einer Transaktion vor der Bestätigung verändern konnten, ohne den eigentlichen Inhalt der Transaktion zu ändern.
SegWit wurde als Soft Fork eingeführt, sodass aktualisierte und nicht aktualisierte Nodes weiterhin dieselbe Chain validieren konnten. Miner signalisierten den Großteil des Jahres 2017 hindurch mehrheitliche Unterstützung, und die Änderung wurde am 24. August 2017 bei Blockhöhe 481.824 offiziell aktiviert, sobald der erforderliche Schwellenwert von 95% Zustimmung erreicht war.
Da Witness-Daten bei der Berechnung der Transaktionsgröße einen Rabatt erhalten, beanspruchen SegWit-Transaktionen im Verhältnis zur Block-Weight-Grenze weniger Platz als herkömmliche Transaktionen, wodurch mehr Transaktionen pro Block passen und die durchschnittlichen Gebühren sinken. Ebenso wichtig: Durch das Schließen der Malleability-Lücke wurde es sicher, unbestätigte Transaktionen aneinanderzuketten, die technische Grundlage, die das Lightning Network für sofortige Off-Chain-Zahlungen benötigte.
Die Akzeptanz verlief anfangs schleppend: Ein Jahr nach dem Start nutzte weniger als ein Fünftel der Transaktionen SegWit, doch die Nutzung hat sich seither bei etwa 85 bis 90 Prozent aller Bitcoin-Transaktionen eingependelt. Mehrere von Bitcoin abgeleitete Chains, darunter Litecoin, DigiByte und Vertcoin, übernahmen später dasselbe Format in ihre eigenen Protokolle.