1984 kaufte das japanische Firmenkonglomerat CSK zusammen mit Sega Japan die US-Abteilung von Sega auf, benannte das gesamte Unternehmen in Sega Enterprises Ltd. um, verlegte das Hauptquartier nach Japan und verkaufte zwei Jahre lang Aktien an der Börse von Tokyo. Isao Okawa, ein Freund von David Rosen und Geschäftsführer von CSK, wurde der Geschäftsführer von Sega.

1986 brachte Sega weltweit das Sega Master System heraus. Eines der ersten Spiele für das Master System war Alex Kidd, dessen Titelheld auch gleichzeitig das Maskottchen der Firma war, bis im Jahre 1991 Sonic the Hedgehog diese Position übernahm.

Das Master System war im Prinzip nichts anderes als eine aktualisierte Version des SG-1000 Mark III., das übrigens nur außerhalb Japans Master System genannt wurde.

Vom Erfolg her erreichte es nie die Popularität des NES, was vor allem an dem unglaublichen Third-Party-Support für Nintendo lag. Außerdem wurde das Master System zwei Jahre nach dem Nintendo-Gerät herausgebracht und hatte allein schon deshalb einen schweren Stand. Die Entwicklung des Master System wurde 1992 in Japan und Nordamerika eingestellt. Nur in Europa lief das System weiter. In Europa lag der Marktanteil sogar wesentlich höher als der des NES. Hier wurde der Support bis 1996 fortgesetzt.

Außerdem brachte Sega das Master System II welches nichts weiter als abgespeckte (und folglich etwas billigere) Versionen des Master Systems waren. Allerdings war diese Version nie besonders beliebt, da dem Master System II zum Beispiel der Card Port fehlte. Ein Master System III, entwickelt von einer Fremdfirma (wahrscheinlich unautorisiert), wurde übrigens nur in Brasilien verkauft.