Tra il 1989 e il 1995 si sviluppò quella che possiamo definire la quinta generazione di videogames che coincide col tempo in cui in commercio si trovavano sistemi a 16-bit. Il passaggio non fu così drammatico come tra le generazioni precedenti, ma si cominciò a far maturare il settore facendolo uscire dalla fase pionieristica. Ormai erano nati i diversi generi (platform, puzzle, sport, ...) e nell'ambiente 2D c'era soltanto da affinare le conoscenze che già si avevano senza grandi innovazioni.

La prima console a 16-bit prodotta fu il 'TurboGrafx-16' dalla NEC nel 1989 appunto. Questa tecnologia era nata come sistema grafico a 16-bit per PC, ma alla NEC, grazie alle risorse finanziarie non limitanti, pensarono bene di farne la prima console domestica a 16-bit, visto anche il rinnovato vigore dato al settore dal NES e dal MasterSystem. Le buone intenzioni però non trovarono riscontro in una buona progettazione. Quello che NEC partorì fu una console potente per quel momento, ma con basse potenzialità. I progettisti non usarono una metodologia precisa per sviluppare l'hardware, ma andarono a tentoni realizzando semplicemente tanta forza bruta. I programmatori realizzarono poi dei giochi belli esteticamente, ma poco profondi e gli utenti, abituati da giochi del calibro di Super Mario Bros. 2, non ne furono soddisfatti più di tanto.
NEC dipendeva inoltre da terze parti, ma quelle che esistevano erano spesso legate in esclusiva con Nintendo e Sega. Proprio questa consuetudine di legare terze parti ai produttori in modo esclusivo e il fatto di aver stabilito prezzi fissi per i propri prodotti sul mercato causò poi alcuni problemi con l'anti-trust alle due case dell'era a 8-bit. Di fatto NEC non potè contare su un bacino di programmatori vasto. Inoltre il 'TurboGrafx-16' a 16-bit aveva soltanto il processore grafico. La CPU era invece un 8-bit (6820) e questa fu un'altra limitazione che alla fine condannò questa console all'oblio.

Contemporaneamente un'altra casa cercò di ritornare in cima al mercato: la Sega. Gli anni di scontro col NES avevano quasi portato Sega al fallimento se non fosse stato per la solida base arcade che si era costruita. La nuova console uscì sei mesi dopo il TurboGrafx-16 col nome 'Genesis', alias 'MegaDrive', a $190. Sega surclassò immediatamente la console NEC non tanto per la grafica superiore, ma per i giochi. Sega infatti convinse molte case, come la Electronic Arts, a lasciare Nintendo in favore del Genesis grazie ai prezzi delle licenze notevolmente più basse. L'unico modo per poter produrre software per una console era ed è infatti l'acquisto di una licenza da parte delle terze parti. In particolare, in quel periodo, era l'unico modo per svolgere questo mestiere in quanto non esistevano hardware liberi, se non i PC che però avevano ancora prestazioni notevolmente inferiori a quelli delle console e con prezzi superiori.
Un'altro incentivo a passare sotto Sega fu il fatto che le voci di corridoio davano Nintendo in uno stato di trance a 8-bit e quindi non intenzionata a produrre un successore del NES. Il periodo precedente aveva visto un dominio incontrastato del mercato. Tra America e Giappone, Nintendo aveva tra l'85 e il '90 percento delle vendite e le voci di sistemi a 16-bit le passarono accanto senza turbarla, anzi, la produzione del NES continuò indisturbata. Nintendo però pagò lo scotto. Il Natale 1989 vide il Genesis battere il NES. Le terze parti cominciarono a lasciare Nintendo per Sega in maggior numero dato che la seconda era più propensa a produrre nuove tecnologie e quindi accessori che trovavano maggiore interesse nei clienti.

Nintendo quindi si mosse per correre ai ripari. Yamauchi incaricò Masayuki Uemura di svilippare la nuova console, il 'Super Nintendo Entertainment System', alias 'SuperFamicom', alias 'SuperNintendo', alias SNES, alias 'Tostapane'.
L'ultimo alias è dedicato alla versione USA molto più spigolosa di quella PAL, tanto da assomigliare a un tostapane. Da segnalare però il fatto che ancora nel 1990 uscì il capolavoro 'Super Mario Bros 3' che fece rilevare nuovi record di vendite ed è ritenuto da molti il miglior Platform 2D mai uscito.
Tutti credettero che sarebbe stata la fine del Genesis. La nuova console Nintendo soffriva però di uno strano difetto: aveva una CPU molto lenta, più lenta di quella del Genesis, ma una grafica molto più elaborata grazie all'implementazione del Mode7 e di 256 colori on-screen (il Genesys ne aveva 64). Sega, accortasi di questo particolare cercò di capitalizzare la velocità e cominciò a produrre una serie che della velocità fece la sua forza: 'Sonic the Hedgehog', la nuova mascotte di Sega che contribuì a non eclissare la console.

Sega continuò con la sua ricerca tecnologica e realizzò anche la prima console portatile a colori, il GameGear, che permetteva di vedere la TV grazie al TV-Turner (ci ho passato delle notti in tenda con questo gingillo di mio cugino) tra una partita e l'altra ai classici arcade e ai nuovi giochi, mentre il Gameboy Nintendo, lanciato nel 1989, era molto più modesto con un semplice schermo a cristalli liquidi a 4 tonalità di grigio. Nella lotta tra le console portatili fu però proprio la portabilità a determinare il vincitore. Il Gameboy utilizzava solo 4 pile rispetto alle 6 del GameGear, con una durata più che doppia. Ci fu anche un terzo concorrente, il Lynx di Atari, che però si portava dietro la sfiga della casa costruttrice che lo abbandonò dopo poco tempo, malgrado il consistente potenziale, ma questo ormai era sembrato diventato il marchio di fabbrica Atari.
Fu introdotto anche un sistema a CD per il Genesis sulla falsa riga di quello che aveva fatto NEC in un mezzo tentativo.

Sempre nel 1990 uscì anche un'altra console, sviluppata da SNK che fino a quel momento aveva prodotto per Nintendo giochi come 'Ikari Warriors' e 'Crystalis', dal nome NeoGeo. Questa console a 24-bit fu prodotta in versione arcade e casalinga e superava di gran lunga TurboGrafx e Genesis, peccato che i costi di produzione decretarono uno scarso successo della versione casalinga. La versione arcade ebbe invece un'ottima diffusione in salagiochi.
Il mercato stava ancora una volta evolvendo verso forme non previste. Lo stradominio Nintendo era terminato. L'inferiorità della CPU dello SNES portò ad un certo equilibrio di vendite nei confronti di Sega. Intanto le terze parti cominciarono a divincolarsi dai contratti in esclusiva. Cominciarono a produrre le ROM per conto proprio (escluso il chip di sicurezza) e a produrre giochi anche per Sega. Sega cercò con ogni mezzo di spodestare Nintendo, specialmente con quei accessori a cui abbiamo accennato, ma furono quasi tutti dei mezzi fallimenti. Il lettore CD, che avrebbe dovuto portare maggiore qualità permetteva solo di migliorare l'audio, visto che non esisteva RAM per migliorare la grafica e si riusciva solo a visualizzare filmati prerenderizzati. Divenne quindi un buon lettore CD. Un'altra chicca fu l'Activator che permetteva al giocatore di comandare il gioco col movimento del proprio corpo. Finì anch'esso nel dimenticatoio. O il Super 32X System che praticamente non ebbe supporto software.

Intanto i PC facevano progressi (nel 1995 stavamo vedendo i primi Pentium) e cominciavano ad essere una seria alternativa alle console anche perché le verie funzioni introdotte nei giochi da Sega e Nintendo furono riprodotte anche su queste piattaforme.

A tutt'ora non è possibile determinare chi vinse la titanica battaglia tra SNES e Genesis. Mentre il secondo vendette più console nel periodo 1989-1995, lo SNES fu la console più venduta dal 1992 in poi. Una specie di pareggio, ma queste console stavano rapidamente diventando obsolete. Nuove tecnologie stavano nascendo e diventava commerciabilizzabile la grafica 3D a poligoni fino ad allora solo sperimentabile. Nintendo aveva già provato a realizzare qualcosa sullo SNES con dei chip grafici ausiliari contenuti nella cartuccia stessa. Nacque così 'StarFox', primo gioco 3D in tempo reale, ma anche 'Super Mario Kart' che era una via di mezzo tra un 2D e il 3D (Mode7).