Nakayama stał się nowym prezesem Segi, zaś Rosen został szefem swojej filii w Stanach Zjednoczonych.
W 1984 roku, japoński konglomerat CSK kupił Segę i zmienił jej nazwę na Sega Enterprises Ltd., z siedzibą w Japonii i w dwa lata później firma zadebiutowała na tokijskiej giełdzie. Przyjaciel Davida Rosena, Isao Okawa, prezes CSK, stał się prezesem Segi. W 1986 roku, założono Sega of America, aby zdobyć rozwijający się rynek gier wideo w Stanach. Sega wprowadziła również konsolę pod nazwą Sega Master System i pierwszą z serii gier z Alexem Kiddem, który był jej maskotką do 1991 roku, gdy rolę tę przejął Sonic the Hedgehog.
Większość konsoli z pierwszej serii nie była nawet sprzedawana w USA. Firmie udało się jednak osiągnąć europejski sukces dzięki wprowadzeniu konsoli Sega Master System. Pod koniec lat 80. XX wieku na rynku pojawiała się także 16-bitowa konsola Sega Mega Drive (w Ameryce znana jako Sega Genesis). Cechowały ją rewolucyjne rozwiązania, dzięki którym udało się ograniczyć monopol Nintendo na rynku gier wideo. Podobny sukces osiągnął kolejny produkt koncernu – konsola Sega Saturn, w której seryjnie montowano już CD-ROM.