Sega regrupperer
Krigen om 8-bit konsollene var tapt, men Sega nektet å kapitulere. For hvis det var noe Sega fremdeles var så var det den ubestridte mesteren av arkadespill!
De hadde over flere år forbedret 16-bit teknologien med sine arkademaskiner og hatt kjempesuksesser som for eksempel Golden Axe og Altered Beast. Sega satte som mål å presse denne 16-bit teknologien ned i en hjemmekonsoll, og i oktober 1988 lanserte de Sega Mega Drive i Japan.
Men selv med overlegen teknologi uteble ble den japanske suksessen, og i løpet av det første året solgte de bare 400.000 konsoller. Imens stormet japanerne til butikkene for å kjøpe Super Mario Bros 3 til sine aldrende NES-konsoller.
I 1989 ble det igjen lagt strategier for hvordan USA skulle erobres; Konsollen ble døpt om til det mer kristne Genesis, og man inngikk lisensieringsavataler med en rekke kjente amerikanske stjerner innenfor sport, tegneserier og musikk. Daværende knøttlille Electronic Arts var blant dem som fikk i oppgave å lage sportsspillene deres. Til slutt ble en frekkere og mer direkte markedsføringskampanje ført, hvor de bruke slagordet "Genesis does what Nintendon't."
Etter et år var ikke det amerikanske salget nådd høyere enn 500.000 konsoller og strategien ble lagt om. Reklamene ble frekkere, prisen drastisk kuttet, flere tredjepartsutviklere ble rekruttert, og den medfølgende arkadeklassikeren Altered Beast ble byttet ut med Sonic the Hedgehog for å tekkes de kristne miljøene. Man klarte også for første gang å få med seg den mektige butikkjeden Walmart til å selge Sega-produkter, noe som gjorde Genesis mer tilgjengelig for folk flest.
Spesielt etter introduksjonen av den superraske og kule Sonic-serien i 1991 tok salget av Genesis av i USA. Sonic tok fort over som Segas maskot, og en rekke med suksessfulle oppfølgere fulgte i årene som kom.
Sega ble nå en dominerende maktfaktor, og en jevnbyrdig stillingskrig med Nintendo startet. Tilsvarende salgskampanjer som ble drevet i USA ble startet med stor suksess i Europa, mens situasjonen i Japan var fullstendig annerledes. Her hadde man nektet å følge den vellykkede amerikanske strategien, og Mega Drive sank langt ned på salgslistene og ble aldri noen alvorlig konkurrent overfor Nintendo.
Sega satset nå alt på å kunne konkurrere med Nintendo på samtlige områder, med de klarte aldri å få sin håndholdte Game Gear-konsoll til å slå særlig ann. Med fargeskjerm og stereolyd skulle den ta opp konkurransen med Nintendo sin populære svart-hvit-baserte Game Boy. Men dårligere batterilevetid, høyere pris og få spillutviklere gjorde at den store suksessen uteble. Totalt ble det solgt 11 millioner Game Gear-konsoller, mot Game Boy sine 118 millioner.
Sega tar steget videre
Med den pågående stillingskrigen mot Nintendo måtte Sega fortsette å tenke nytt for å prøve å få overtaket. Flere piler pekte mot at CD-ROM var det som kom til å bli det neste store i digital underholdning; og i desember 1991 lanserte de tilleggsmodulen Mega CD i Japan (Sega CD i USA). Spill kunne nå fylles opp med videoer, musikk og stemmer. En mengde spill som bare bestod av videofilmet innhold (Full motion video based game) ble sluppet ut til både Mega CD og PC. Men på grunn av maskinens begrensinger og få gode spill tok plattformen aldri helt av. Kun Sonic CD klarte å skape nogenlunde gode salgstall med sin gode grafikk og bra musikk.
32-bit markedet var rett rundt hjørnet, og Sega jobbet hardt med sin neste konsoll. For å komme konkurrentene i forkjøpet, lanserte de i november 1994 tilleggsmodulen Sega 32x verden over. Men en kombinasjon av mangel på gode spill, og at Sega Saturn var rett rundt hjørnet (Saturn ble lansert to uker senere i Japan) ble hele konseptet droppet i høsten 1995.
Med Sega Saturn satset Sega alt på å virkelig ta 32-bits markedet. Konsollen ble lansert i Japan i slutten av november 1994 med flere populære porteringer av arkadespill som lanseringstitler, inkludert det svært populære slåssespillet Virtua Fighter. Sega Saturn ble en suksess i Japan, men i frykt for Sonys Playstation ble den amerikanske lanseringen plutselig fremskyndet med nesten et halvt år, uten at tredjepartsutviklerne og butikkjeder var blitt skikkelig informert. Dette skapte mye raseri mot Sega, og flere tidligere allierte vendte dem ryggen – blant annet Electronic Arts.
Med lanseringen av Sony Playstation var slaget om USA og Europa tapt for Sega Saturn. Situasjonen ble ikke bedre da Nintendo noe senere lanserte sin kraftige N64. All tro på systemet forsvant fullstendig, og etter kun to år gikk Sega ut og sa at en arvtager for Saturn var under utvikling.
Saturns utvikling hadde også vært et internt mareritt. Maskinvaren var dyr å produsere, de forskjellige komponentene samarbeidet ikke skikkelig og det var tungvint å programmere spill til konsollen – noe som gjorde at flere utviklere hoppet over til Sony. Sega of America prøvde å komme opp med bedre alternativer; blant annet et chipssett fra Silicon Graphics og senere et samarbeid med Sony.
Dessverre likte ikke de japanske Saturn-teknikerne teknologien til Silicon Graphics, og hovedsjefen i Sega of Japan likte ikke tanken om et samarbeid med Sony, selv om sistnevnte var veldig klar for dette. Resultatet ble at Silicon Graphics gikk til Nintendo og skapte grunnlaget for N64, og Sony satte i gang produksjonen sin på egenhånd og kom med Playstation.
Fansen ventet utålmodige på et nytt Sonic-spill, noe som aldri kom. Som en del av sin strategi hadde Sega i stor grad brukt ressurser på å konverte arkadesuksesser som Virtua Fighter og Daytona USA. Men blant alle konverteringene kom også det fabelaktige NiGHTS into Dreams, som vsom i ettertid har kommet høyt i forskjellige kåringer over tidenes beste spill. Den senere kjempesuksessen Shenmue var også planlagt til Saturn, men produksjonen kom aldri så langt.
Sega Nomad var et siste forsøk på det håndholdte markedet med en konsoll hvor man kunne spille Mega Drive spill på. Men dårlig batterilevetid og en klumpete design gjorde at den floppet, og den ble aldri offisielt lansert i Europa.