Прикольная задачка.
Сделал вот так
cat file| sed -n '/regexp/{g;s/\(.*\)\n.*/\1/;h;${b2};N;b1};H;:1;${:2;g;s/\n//;p}'

вроде правильно отрабатывает найденное и в первых и в последних строках.