1990年，任天堂推出《超级任天堂》（SUPERFAMICOM，SF）、《超级马里奥Ⅵ》《街头霸王Ⅱ》等游戏。而世嘉MD通过推出一系列符合欧美玩家口味的体育与动作游戏，在北美地区与SFC形成相互抗衡的局面。1992年，索尼与任天堂的合作关系正式破裂，于1993年公布了主机PlayStation的独立开发计划，并在同年正式成立SCE索尼电脑娱乐公司，由久多良木健担任社长，1994年，有最先进3D影像技术的电视游乐器PlayStation加入游戏硬件市场。
1993年，世嘉公司在街机上推出了3D格斗游戏《VR战士》，这款游戏在市场的惊人表现使得主张3D游戏的PS主机获得了卡普空等大量游戏厂商的支持。
此时的任天堂发布了下一代家用游戏机N64和后续掌机Virtual Boy计划。1994年底，世嘉的土星与索尼的PS两台32位次时代家用游戏机，凭借其强大的性能及3D表现力取得了成功。任天堂社长山内溥为了打击竞争对手，不顾项目负责人横井军平的劝阻，决定将技术不成熟的Virtual Boy推向市场，结果销量惨淡。这是历史上第一款携带式VR游戏眼镜，但当时的技术条件不足，再加上竞争对手的打压让其严重滞销。这个失败决策使得任天堂麻烦不断，并迎来了长达10年的连续失败。
PlayStation主机
土星和PS两台32位游戏机达到百万销量后，SEGA与索尼的竞争进入白热化阶段，久多良木健凭借价格优势牵制了土星的推广。之后SEGA开始反扑，先是与SNK签订协议，宣布将SNK的一系列名作移植到土星，1995年12月发布的土星版《VR战士2》游戏，掀起了土星销量的热潮，成为土星在日本地区销量最高的游戏，土星也成为1995年最火的主机。
陷入低潮的索尼PS凭借南梦宫的《铁拳》和《山脊赛车》让玩家和厂商认识到，PS强大的3D技能绝非土星可以比拟。任天堂Virtual Boy计划失败后，把希望寄托于新一代家用主机N64上。山内溥认为64位游戏机将成为里程碑式的存在，但64位CPU非常昂贵，且任天堂坚持在N64上使用容量有限的卡带作为游戏媒介，使得开发历经重重困难。后来任天堂耗资4000万美元，集结了任天堂史上最大规模的开发团队，全力开发全3D动作游戏《超级马里奥64》。在1996年2月N64营销计划启动时，史克威尔突然在东京召开了新作发布会并宣布，史克威尔将全面进军索尼的PS平台，同时公布了超级大作《最终幻想7》的DEMO画面。
史克威尔的倒戈对任天堂造成了重大打击，对任天堂不满的第三方厂商纷纷转向PS阵营。迫于压力，原定4月份发布的N64延期至6月。凭借任天堂强大的市场号召力，N64不到10天就销售了50多万台，比当初PS和世嘉土星的普及速度快了一倍以上。在这之后，N64由于游戏软件数量极为稀少，出现了滞销现象。N64在性能和价格上占有优势，但任天堂坚持使用卡带，直接导致游戏软件难以开发，再加上日本第三方厂商大规模倒向索尼的雪崩效应，让N64走向失败。排除商业上的失败，N64依然为电子游戏的发展做出了不可磨灭的贡献，它开创了3D类比摇杆震动包和四个手柄接口的先河，而且《超级马里奥64》和《塞尔亚传说》等也仍然是游戏史上最佳的一批游戏。
1996年，《妖精战士》《幻想水浒传》《铁拳2》《魂之利刃》以及《山脊赛车革命》在洛杉矶第二届E3大展的出现，为PS更快地占领日本市场打下了坚实的基础。同年8月，在由CESA主办的首届东京电玩展上，PS更是成了主角，《最终幻想7》获得了空前的关注。虽然SEGA推出了《樱花大战》《格兰蒂亚》和《光明力量3》等优秀作品，但也没有力挽狂澜。
1997年1月，PS全球出货量突破1000万台。世嘉在与索尼的PlayStation进行竞争后，发现其自身处于不利的地位，和任天堂一样，根本无法与之抗衡。为了扭转这一不利局面，世嘉决定研制Saturn的下一代主机DC（DreamCast）。DC主机使用微软的Windows CE，它拥有在当时相当强大的图形处理能力，使得DC在上市之后大卖，甚至出现了断货的局面，而同时期的PlayStation与Nintendo-64拥有更加稳定的游戏供应商。缺货使得世嘉举步维艰，而在后来的美国电子娱乐峰会上，索尼公司推出的PlaysSation2拥有高达每秒7500万的多边形处理能力，则给了世嘉DC一个毁灭性的打击。