Những năm 1990 đánh dấu một sự cách tân trong ngành công nghiệp game. Đó là thập kỷ của sự biến đổi từ đồ họa raster sang đồ họa 3 chiều và đã dẫn đến sự ra đời của một vài thể loại game bao gồm bắn súng góc nhìn người thứ nhất, chiến lược thời gian thực, và game trực tuyến. Game trên hệ máy cầm tay trở nên phổ biến rộng rãi, một phần nhờ vào việc phát hành Game Boy. Game trên arcade, mặc dù vẫn còn tương đối phổ biến vào đầu thập kỷ, bắt đầu suy giảm do sự phổ biến dần của các hệ console gia dụng.

Ngành công nghiệp game trở thành một dạng giải trí chính thức vào những năm 90. Các bước phát triển lớn của thập kỷ bao gồm: các hãng phát hành bắt đầu củng cố vững mạnh hơn, ngân sách để phát triển game cao hơn, các đội ngũ sản xuất lớn hơn và sự kết hợp với cả ngành công nghiệp âm nhạc lẫn phim ảnh. Ví dụ cho điều này có thể là việc diễn viên Mark Hamill tham gia vào game Wing Commander III hay nhà soạn nhạc Quincy Jones giới thiệu công nghệ âm thanh giả lập ba chiều QSound.

Sự tăng cường sức mạnh điện toán và sự giảm giá thành của các vi xử lý như Intel 80386, Intel 80486, và Motorola 68030, khiến cho đồ họa 3 chiều trở nên phát triển, cũng như tính tương thích đa phương tiện giữa card âm thanh và CD-ROM. Các game 3D sơ khai bắt đầu thể hiện được khả năng tô bóng đa giác (flat-shading) (như các game:Elite, Starglider 2 hay Alpha Waves) và sau đó là các dạng đơn giản của kết cấu bề mặt (như Wolfenstein 3D).

Từ năm 1989 đến đầu những năm 1990 có sự xuất hiện và phổ biến của các cơ sở mã MUD như DikuMUD và LPMud, dẫn đến một sự tăng trưởng to lớn trong sự phát triển và phổ biến của MUD. Trước khi kết thúc thập kỷ, sự tiến hóa của thể loại này tiếp tục từ các game "MUD có hình" trở thành những game MMORPG đầu tiên, như Ultima Online và EverQuest, điều này đã giải phóng những người sử dụng khỏi việc bị giới hạn số lượng tối đa các người chơi mô phỏng trong game và mang đến một thế giới ảo liên tục (thế giới vẫn tiếp tục thay đổi kể cả khi người chơi thoát ra) tới thị trường đại chúng. Một ví dụ điển hình của MUD MMORPG là game Runescape được tạo ra bởi Jagex.

Vào đầu những năm 1990s, việc phân phối phần mềm chia sẻ (shareware) trở thành phương pháp phổ biến để phát hành trò chơi cho các nhà phát triển nhỏ, bao gồm cả các hãng còn non trẻ như Apogee (giờ là 3D Realms), Epic Megagames (bây giờ là Epic Games), và id Software. Nó cho phép khách hàng cơ hội để thử một phần của trò chơi, thường là cho phép người chơi chơi phần đầu tiên hay "chương đầu tiên", trước khi đặt mua toàn bộ các phần còn lại. Kệ của nhiều của hàng thời đó thường trưng bày các đĩa đơn 5 1/4 inch về sau là 3.5 inch và thường chỉ có vài USD cho mỗi đĩa. Từ khi các phiên bản phần mềm chia sẻ trở nên gần như miễn phí, thì giá thành gần như chỉ còn cần cho vỏ bọc đĩa và bao bì. Với các game có dung lượng ngày càng tăng vào giữa thập kỷ khiến chúng trở nên không thực tế khi cho vào các đĩa mềm, và các nhà phân phối bán lẻ cũng như các nhà phát triển bắt đầu nghiêm túc mô phỏng thực tế, phần mềm game chia sẻ giờ đây thay thế bằng các đoạn demo ngắn hơn (thường chỉ có một hai màn chơi), phân phối miễn phí trên các đĩa CD qua các tạp chí hay qua Internet.

Năm 1991, game Sonic the Hedgehog được phát hành. Trò này đã khiến máy Mega Drive của Sega trở nên nổi tiếng, và là đối thủ cạnh tranh với thương hiệu Mario của Nintendo. Nhân vật Sonic trở thành linh vật của Sega và trở thành một trong những nhân vật trong game dễ nhận biết nhất (sau Pacman và Mario)

Năm 1992, Dune II ra mắt. Game này không phải là game theo thể loại chiến lược thời gian thực đầu tiên (một số tựa game khác cũng có thể gọi là game chiến lược thời gian thực đầu tiên,xem lịch sử game chiến lược thời gian thực). Nhưng Dune II đã đặt tiêu chuẩn về lối chơi cho các tựa game bom tấn về sau như Warcraft: Orcs & Humans, Command & Conquer, và StarCraft. Chiến lược thời gian thực với đặc trưng là một góc nhìn trên cao xuống, một bản đồ con (mini-map), và điều khiển một đội quân trên cả lĩnh vực kinh tế lẫn các khía cạnh quân sự. Có hai phong cách đối nghịch trong game chiến lược thời gian thực: phong cách Warcraft- sử dụng một giao diện điều khiển xuất hiện khi chọn một tòa nhà hay một đơn vị, và phong cách C&C-cho phép xây dựng bất kỳ đơn vị nào từ trong một bảng hiện thường xuyên trên màn hình(phong cách này vẫn tiếp tục cho tới đầu thiên kỷ tiếp theo).

Alone in the Dark (1992), dù không phải là game kinh dị đầu tiên, nhưng đã gieo những hạt giống cho thể loại game kinh dị ngày nay. Game lấy phong cách hành động-phiêu lưu và không nhấn mạnh vào cách màn chiến đấu mà tập trung vào việc điều tra, khám phá. Là một trong những game đầu tiên cố gắng mô phỏng các đoạn tình huống trong không gian ba chiều bằng cách pha trộn các đa giác với phông nền hai chiều, nó đã thiết lập nên công thức mà về sau phát triển mạnh mẽ trên các hệ console dùng CD-ROM, với các game như Resident Evil -game đã đặt ra cái tên "survival horror" đồng thời phổ biến thể loại này, và Silent Hill.

Game phiêu lưu tiếp tục phát triển, với dòng game King's Quest của Sierra Entertainment, và dòng Monkey Island của LucasArts trực thuộc LucasFilms đem lại tính tương tác hình ảnh và sự sáng tạo nên khái niệm "trỏ và click" trong game. Myst và các bản tiếp theo của nó truyền cảm hứng cho một phong cách mới trong thể loại phiêu lưu-giải đố. Phát hành năm 1993, bản thân Myst đã là một trong những game trên máy tính đầu tiên tận dụng tối đa được khả năng của định dạng lưu trữ trên CD-ROM. Bất chấp thành công lớn của Myst, sự phổ biến mạnh mẽ của các game hành động và thời gian thực dẫn đến game phiêu lưu và game mô phỏng(hai trụ cột chính của trò chơi trên máy tính trong những thập kỷ trước đó) bắt đầu trôi dần vào quên lãng.

Cũng vào thập kỷ 90, hãng Maxis bắt đầu phát hành dòng game Sims của mình, bắt đầu với SimCity, và tiếp tục với hàng chục tên khác nhau như SimEarth, SimCity 2000, SimAnt, SimTower, và game bán chạy nhất trong lịch sử game trên PC:The Sim, vào đầu những năm 2000.

Năm 1996, 3dfx Interactive cho ra mắt con chip Voodoo, dẫn đầu trong việc tạo ra card tăng tốc đồ họa 3D giá cả phải chăng cho máy tính cá nhân. Bo mạch con dành cho dựng hình 3d này thực hiện một phần của tính toán cần thiết cho nhiều chi tiết đồ họa ba chiều (chủ yếu là lọc kết cấu-texture filtering), cho phép hiển thị nhiều chi tiết đồ họa hơn so với việc CPU bị yêu cầu xử lý cả tính toán trong game và toàn bộ đồ họa. Thể loại bắn súng góc nhìn thứ nhất (FPS) (đáng chú ý là Quake) là những game đi đầu trong việc tận dụng công nghệ mới này. Trong khi các game khác cũng tận dụng card đồ họa, thì thể loại FPS trở thành động lực chính trong việc phát triển những phần cứng 3D mới, cũng như là thước đo về khả năng trình diễn, thường được định lượng bằng số khung hình trên giây (frames per second-fps) dựng được trong một trường đoạn cụ thể của một game cụ thể.

Một vài vấn đề khác, ít quan trọng hơn, đó là khá nhiều thể loại được tạo ra trong thập kỷ này. Thief: The Dark Project của Looking Glass Studios và các phiên bản tiếp theo được ghi nhận là thể loại "hành động lén lút góc nhìn người thứ nhất" đầu tiên. Game chiến lược theo lượt tiến triển hơn nữa, với dòng game danh tiếng Heroes of Might and Magic (HOMM) (của hãng 3DO) thu hút rất nhiều các game khác làm theo phương pháp kết hợp thể loại.

Quake (1996) của Id Software tiên phong trong thể loại FPS chơi qua Internet. Khả năng chơi qua mạng Internet trở thành một yêu cầu quan trọng (dù không thực sự chính thức) trong hầu hết các game bắn súng góc nhìn người thứ nhất. Các thể loại khác cũng bắt đầu cung cấp chơi trực tuyến, bao gồm các game chiến lược thời gian thực như Age of Empires (đế chế) của Microsoft Game Studios, dòng Warcraft và Starcraft của Blizzard, và game chiến lược theo lượt như Heroes of Might and Magic. Sự phát triển của các plugin cho trình duyệt web như Java và Adobe Flash cho phép lập trình được các game đơn giản trên trình duyệt (webgame). Chúng là những game chơi đơn hoặc chơi nhiều người dung lượng nhỏ mà có thể nhanh chóng tải về và chơi ngay trên trình duyệt chứ không cần cài đặt. Dạng phổ biến nhất cho kiểu game này là các game câu đố, platform, các game arcade cổ điển, và các game đánh bài hay chơi cờ trực tuyến.

Một vài thể loại mới đã sinh ra từ khi xuất hiện của hai thể loại FPS và RTS, với thể loại bắn súng góc nhìn người thứ ba (nhìn từ sau lưng và qua vai nhân vật chính) có thể coi như là một ngoại lệ. Các tựa game như Grand Theft Auto III, Tom Clancy's Splinter Cell, Enter the Matrix, và Hitman đều sử dụng góc nhìn người thứ ba, nhưng có vẻ như chúng chỉ là như một biến thể của góc nhìn thứ nhất.

Quá trình suy giảm của hệ máy arcade

Với sự ra đời của các máy console 16 và 32 bit, game chơi tại nhà bắt đầu tiếp cận được tới mức độ hình ảnh đẹp như của hệ arcade. Một số lớn người chơi sẵn sàng ngồi đợi cho các game nổi tiếng trên arcade được chuyển sang console hơn là đi ra các trung tâm giải trí nơi đặt vô số các máy arcade. Thực tế thì hệ arcade đã trải qua một cuộc hồi sinh vào đầu cho tới giữa thập kỷ 90 với những game như Street Fighter II hay Mortal Kombat và các game thể loại đối kháng khác, hoặc như game bóng rổ NBA Jam (1993). Khi sự hứng thú với hệ máy arcade suy giảm, rất nhiều trong số chúng đã buộc phải ngừng hoạt động. Các máy chơi game vận hành bằng tiền xu cổ điển phần lớn trở thành các tài sản riêng của những người có sở thích đặc biệt và hoặc là chỗ giết thời gian cho các địa điểm kinh doanh khác, như trong rạp chiếu phim, chỗ tập bóng, sân golf mini, và các máy arcade gắn với các cửa hàng game như F.Y.E..

Chỗ trống mà trước đây đặt các máy arcade nay được thường lấp đầy bằng những trung tâm giải trí cung cấp một môi trường sạch sẽ, an toàn và các hệ thống chơi game đắt tiền mà không có sẵn cho việc sử dụng trong gia đình. Chúng thường là những game thể thao như trượt tuyết, hoặc đua xe đạp, cũng như là các game nhịp điệu như Dance Dance Revolution đã chiếm một phần không nhỏ trên thị trường. Dave & Buster và GameWorks là hai dây chuyền lớn tại Hoa Kỳ với kiểu mô hình này. Nhắm vào đối tượng người trưởng thành và thiếu niên, chúng cung cấp đầy đủ dịch vụ từ nhà hàng với các quán bar bán rượu cho tới rất nhiều các video game và các trò chơi điện tử. Chuck E. Cheese's cũng là một loại hình tương tự nhưng nhắm tới đối tượng là trẻ em.

Thời kỳ trưởng thành của các hệ máy cầm tay

Năm 1989, Nintendo cho ra mắt Game Boy, thiết bị chơi game cầm tay đúng nghĩa đầu tiên từ sau chiếc Microvision bạc mệnh mười năm trước. Nhóm thiết kế với Gunpei Yokoi là trưởng nhóm cũng là đội ngũ đã cho ra đời hệ thống Game & Watch trước đây. Đi kèm với máy là trò Tetris, một game xếp hình nổi tiếng. Một vài thiết bị chơi game cầm tay khác cũng xuất hiện lần đầu trong thời gian này, bao gồm Sega Game Gear và Atari Lynx (máy cầm tay có màu đầu tiên với màn hình LCD). Dù phần lớn các hệ thống cầm tay khác có nhiều tiến bộ công nghệ hơn, nhưng chúng bị hạn chế về mặt tiêu thụ pin và ít được các nhà phát triển thứ ba hỗ trợ. Trong khi các máy cầm tay khác còn đang trong quá trình sản xuất cho tới giữa thập niên 90, thì Game Boy vẫn ở vị trí hàng đầu trong doanh số bán ra suốt thời gian tồn tại của nó.

Game trên điện thoại di động

Điện thoại di động trở thành một thiết bị chơi game từ khi Nokia cài đặt Snake (rắn săn mồi) vào các dòng điện thoại của mình từ năm 1998. Ngay sau đó mỗi thương hiệu điện thoại lớn đều cung cấp "game giết thời gian" mà có thể chơi trong các khoảng thời gian khá ngắn như chờ xe buýt. Game trên điện thoại di động thời kỳ đầu khá hạn chế ở một số điểm như: kích thước khiêm tốn của màn hình, tất cả đều là các game đơn sắc và sự giới hạn bộ nhớ cũng như sức mạnh xử lý, chưa tính đến việc tiêu thụ pin nhanh chóng khi chơi.

Thế hệ console thứ tư (1989-1999) (16-bit)

Máy Mega Drive\Sega Mega Drive\Genesis chứng tỏ sự đáng giá của mình vào lần đầu ra mắt vào năm 1989. Nintendo đáp trả lại với thế hệ console tiếp theo của mình được biết đến với cái tên Super NES (hay SNES) vào năm 1991. Máy TurboGrafx-16 ra đời cùng với thời điểm máy Genesis, nhưng không đạt được thành công lớn tại Mỹ do sự nghèo nàn về số lượng các game và việc phân phối bị quá nhiều hạn chế do sự áp đặt của tập đoàn bán lẻ Hudson của Mỹ.

Sự cạnh tranh khốc liệt trong thời gian này cũng là một khoảng thời gian tiếp thị không hoàn toàn trung thực. Máy TurboGrafx-16 được quảng cáo là hệ thống 16-bit đầu tiên nhưng vi xử lý trung tâm của nó chỉ là một chip 8-bit có tên HuC6280, chỉ có duy nhất chip HuC6270 xử lý các tác vụ đồ họa là chip 16-bit thực sự. Thêm vào đó, chiếc console Intellivision của hãng Mattel ra đời sớm hơn rất nhiều (1979) đã có chứa một chip 16-bit. Cũng lại là Sega được biết đến với việc "kéo dài" sự thật trong cách tiếp cận tiếp thị của mình; họ dùng thuật ngữ "Blast Processing" (xử lý bùng nổ) để mô tả một thực tế đơn giản là các máy console của họ có CPU chạy ở một xung nhịp cao hơn SNES (7.67 MHz với 3.58 MHz)

Tại Nhật Bản, thành công của hệ máy TurboGrafx-16 (ở Nhật thì nó có tên gọi là PC Engine) năm 1987 là đối thủ đáng gờm của Famicom (chính là máy NES thiết kế lại cho gọn hơn) và ổ đĩa CD cho phép nó có thể chống đỡ về doanh số cho Mega Drive (Genesis) vào 1988, hệ máy mà không bao giờ có được thành công tương tự ngoài Nhật Bản. PC Engine cuối cùng cũng mất ngôi vị vào tay Super Famicom (hay SNES thiết kế lại), nhưng do sự phổ biến của CD, nên giữ lại được đủ số người sử dụng tối thiểu để hỗ trợ các game mới đến cuối những năm 1990.

Ổ đĩa CD-ROM lần đầu được sử dụng trong thế hệ này, như PC Engine năm 1988 và Mega Drive năm 1991. Đồ họa 3 chiều đơn giản trở thành chủ đạo với kiểu hình ảnh được tô bóng theo từng đa giác (flat-shading) được phát triển bằng cách thêm vào các quá trình xử lý vào trong băng (ROM-cartridge) như ở các game Virtua Racing và Star Fox.

Máy Neo-Geo của SNK là cỗ máy console đắt nhất khi nó được công bố vào năm 1990, và vẫn giữ ngôi vị này trong nhiều năm. Nó có khả năng thể hiện đồ họa hai chiều ở một cấp độ chất lượng đi trước các hệ máy console khác hàng năm trời. Lý do của khả năng đồ họa tuyệt vời này chính là chiếc console này có những phần cứng giống như trong máy arcade của SNK. Đây là lần đầu tiên từ sau khi máy Pong gia dụng xuất hiện và người dùng có thể có một trải nghiệm arcade thực sự tại nhà.

Thế hệ console này kết thúc vào năm 1999 với việc ngừng sản xuất SNES.

Thế hệ console thứ năm (1993-2006) (32 và 64-bit)

Năm 1993, Atari quay trở lại thị trường máy console gia dụng với sản phẩm Atari Jaguar. Cùng năm đó, hãng 3DO cho ra mắt 3DO Interactive Multiplayer, mà cho dù chính sách quảng cáo và khuyến khích cao nhưng cũng không thể bắt kịp với doanh số của Jaguar do mức giá của mình. Cả hai dòng console này đều có doanh số bán ra rất thấp và số lượng game ít ỏi, cuối cùng dẫn đến sự sụp đổ của chúng. Năm 1994, ba máy console mới được giới thiệu tai Nhật Bản: Sega Saturn, PlayStation, và PC-FX, Saturn và PlayStation sau đó sang thị trường Mỹ vầo năm 1995. PlayStation được tiêu thụ một cách nhanh chóng so với các đối thủ còn lại, ngoại trừ cỗ máy SNES già cỗi vì vẫn được được hỗ trợ bởi khá nhiều các công ty làm game.

Máy Virtual Boy (máy console hiển thị hình ảnh 3 chiều thực sự đầu tiên nhờ tạo ảo ảnh bằng thị sai) từ Nintendo được giới thiệu vào năm 1995 nhưng không đạt được doanh thu cao. Năm 1996 Virtual Boy bị loại ra khỏi thị trường.

Sau nhiều lần trì hoãn, Nintendo cũng phát hành máy console 64 bit với tên Nintendo 64 vào năm 1996. Thương hiệu game hàng đầu của chiếc console này: Super Mario 64, trở thành một chuẩn mực cho game platform 3 chiều.

PaRappa the Rapper phổ biến rộng rãi thể loại game nhịp điệu, hay rộng hơn là video game âm nhạc tại Nhật Bản vào năm 1996 trên PlayStation. Tiếp theo là các game âm nhạc và nhảy khác như Beatmania và Dance Dance Revolution trở nên phổ biến rộng rãi trên thị trường arcade tại Nhật. Trong khi Parappa, DDR, và các game khác được tiếp tục sùng bái khi mang sang Bắc Mỹ, game âm nhạc không được biết rộng rãi trên thị trường cho tới thập kỷ tiép theo. Cũng trong năm 1996, Capcom phát hành Resident Evil, game đầu tiên hoàn chỉnh định nghĩa cho thể loại survival horror (tồn tại-kinh dị). Resident Evil thành công cực lớn với hơn 2 triệu bản được bán ra và được coi là một trong những game hay nhất trên máy Playstation.

Các game cột mốc khác trong thời kỳ này bao gồm GoldenEye 007 (1997) của hãng Rare cho máy Nintendo 64, mà được đánh giá cao khi đem đến sự đổi mới là game bắn súng góc nhìn người thứ nhất đầu tiên dành riêng cho console, và là game đi tiên phong với một số tính năng mà đã trở thành đặc điểm nổi bật của thể loại như khả năng ngắm, kỹ năng kết liễu nhanh chóng khi bắn vào đầu, và một trung tâm lưu trữ các nhiệm vụ. The Legend of Zelda: Ocarina of Time (1998) cho Nintendo 64 là game được đánh giá cao nhất từ trước đến nay. Tựa game cũng kèm theo các tính năng vượt trội như ngắm mục tiêu theo chiều sâu mà được hầu hết các game ngày nay sử dụng.

Nintendo chọn sử dụng băng thay vì dùng CD-ROM cho Nintendo 64, kiểu duy nhất giữa các máy console thời kỳ này, và kết quả mang lại là tiêu cực. Trong khi băng có tốc độ nhanh hơn và có khả năng chống lại sự vi phạm bản quyền, thì CD lại có thể lưu giữ nhiều dữ liệu hơn và giá thành sản xuất rẻ hơn rất nhiều, việc này khiến cho nhiều công ty sản xuất game quay lưng lại với Nintendo và hợp tác với các hãng sử dụng CD cho console. Đặc biệt, Square, vốn đã phát hành tất cả các game trước đó trong dòng Final Fantasy của hãng cho console của Nintendo; giờ lại chuyển sang PlayStation với Final Fantasy VII; Final Fantasy VII (1997) là một thành công vang dội, thành lập nên sự phổ biến của game nhập vai kiểu Nhật Bản ở phía tây và biến PlayStation trở thành hệ máy chính cho thể loại này.

Đến cuối giai đoạn này, Sony trở thành hãng dẫn đầu trên thị trường video game. Máy Saturn của Sega có một thành công đáng kể tại Nhật nhưng lại là một thất bại ở Bắc Mỹ và châu Âu, khiến Sega không phải là đối thủ cạnh tranh chính. Máy Nintendo 64 đạt được thành công rất lớn trong thị trường Bắc Mỹ và châu Âu, mặc dù nó không bao giờ vượt qua doanh số của PlayStation hoặc đạt được sự phổ biến tương tự tại Nhật Bản.

Thế hệ console này kết thúc với việc dừng sản xuất PlayStation vào tháng 3 năm 2006.

Chuyển đổi sang ba chiều và đĩa CD

Thế hệ console thứ năm đáng chú ý nhất là sự phát triển của các game hoàn toàn 3 chiều. Trong khi các game trước đó đã sử dụng môi trường ba chiều, như Virtua Racing và Star Fox, trong thời kỳ này rất nhiều các game được thiết kế chuyển từ môi trường hai chiều truyền thống và giả ba chiều sang ba chiều hoàn toàn. Super Mario 64 trên N64, Crash Bandicoot trên Play Station và Nights into Dreams trên Saturn, là những ví dụ chính cho xu hướng này. Các môi trường 3 chiều của những game này được phổ biến trên thị trường và hướng sự tập trung của thị trường ra khỏi các thể loại như game platform với màn hình di chuyển theo nhân vật, cũng như là cánh cửa mở đến các game và các thể loại phức tạp hơn. Các game như GoldenEye 007, The Legend Of Zelda: Ocarina of Time hay Virtua Fighter không hề giống các thể loại đã được biết đến trước đó như shoot-em-ups, nhập vai hay đối kháng. Hình ảnh 3 chiều trở thành đối tượng chủ yếu trong thời kỳ này cũng như sự suy giảm từ từ của băng chơi game và sự lên ngôi của CD.