En 1983 survient le krach des jeux vidéo aux États-Unis, conséquence d'une trop grande production de jeux identiques (les jeux à succès sont plagiés par tous les développeurs, en étant peu voire pas améliorés), et de l'idée que les jeux vidéo sont une mode éphémère. Les magasins ne vendent alors plus beaucoup de jeux et bradent les stocks restants (jusqu'à – 90 % sur de nombreux jeux, parfois très récents), ce qui entraîne la faillite d'une grande partie des constructeurs et développeurs ! Ce krach s'arrête en 1985, avec la sortie de Super Mario Bros., et le secteur du jeu sort totalement de la crise deux ans plus tard.

Sega ne passe bien sûr pas au travers de cet événement et, pour que l'entreprise s'en sorte, Rosen demande de l'aide à des investisseurs, ainsi qu'à Hayao Nakayama (patron d'une entreprise de distribution rachetée en 1979). Ce dernier devient par la suite le directeur général de la société, tandis que David Rosen dirige dorénavant la filiale américaine.

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En 1984, l'intégralité de Sega est rachetée par un partenariat entre Sega Japon et CSK Corporation. Elle est renommée Sega Enterprises Ltd., et devient une compagnie japonaise à part entière. Sega entrera à la bourse de Tokyo en 1986. Durant cette période, l'entreprise est restructurée. Les différentes structures de développement se voient divisées en unités : les Sega Amusement Machines Research and Development, connues du public sous le nom AM.