Il est encore trop tôt pour proposer une nouvelle machine, alors que la Megadrive se vend bien. Sega décide quand même d'innover afin de tenter de dépasser la SNES, légèrement plus puissante et possédant elle aussi son lot d'innovations , dont le fameux Mode 7). Le premier « add-on » de la Megadrive, le Mega-CD (Sega CD en Amérique du Nord), sort en 1992 au Japon (1993 aux États-Unis et en 1994 eu Europe). Cet accessoire sort en même temps que la Megadrive II, qui n'est autre qu'un simple relooking de la Megadrive.
Comme son nom le laisse penser, le Mega-CD permet de faire tourner des jeux édités sous forme de CD-ROM, et de lire des CD Audio et des CD-G. Comme les CD ont une capacité plus importante que les cartouches, ils permettent de faire des jeux plus beaux et plus complets, ce qui laisse présager d'un bel avenir pour cet objet. Malheureusement il passe pour un gadget aux yeux du public car il coûte cher, et peu de jeux seront développés pour cet accessoire. De plus, la plupart de ces jeux sont de mauvaise qualité et ne peuvent dépasser les limitations de la console. Il existera plusieurs modèles du Mega-CD : le Mega-CD I (Sega-CD I en Amérique), pour la première génération de Megadrive/Genesis. Et peu après le Mega-CD II (Sega-CD II en Amérique), conçu pour la Megadrive II et la Genesis II. Le coût de fabrication de ce dernier est réduit, tandis que sa fiabilité est accrue.
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Par la suite, il va exister un grand nombre de Megadrive, preuve de son succès un peu partout dans le monde :
- Le Victor/JVC Wondermega modèle « RG-M1 » (X'eye en Amérique du Nord, jamais sorti en Europe). Issu d'un partenariat avec l'entreprise Victor (JVC en Occident), il intègre à la fois une Megadrive et un Mega-CD. Sorti en 1992 au Japon, un nouveau look sortira trois semaines plus tard, sous le nom de Sega Wondermega.
- Le Mega-PC. Sorti en 1992, c'est un PC construit par IBM ou Amstrad (selon le processeur Intel 286 ou 386) qui intègre un port de cartouches Megadrive. Une version ultérieure, le Mega-Plus, est équipé d'un processeur Intel i486.
- Le Tera-PC : De la même manière que le Mega-PC, c'est une tour d'ordinateur possédant une Megadrive intégrée. Sorti uniquement au Japon.
- Sega Multi-Mega (Genesis CDX en Amérique du Nord, Multi-Mega CDX au Brésil). Il fait à la fois office de Megadrive, de Mega-CD et de lecteur CD portatif.
- Sega PAC (PAC-S10/PAC-S1) : Périphérique pour le laserdisc Pionnier LaserActive, qui permet de lire des jeux Megadrive, Mega-CD et Mega LDs (jeux spécialement conçu par Sega sortis sur le format Laserdisc) et lecteur CD+G (CD-Audio qui contient aussi des données graphiques).
- La Mega-Jet. En 1993, Sega et la compagnie aérienne Japan Air Lines s'associent pour doter les avions de Mega-Jet. C'est une manette possédant un port de cartouches Megadrive qui se branche sur les écrans LCD.
- Enfin, il existe aussi de nombreux émulateurs vendu actuellement dans le commerce, reprenant les designs des différentes consoles Megadrive/Genesis, ou de consoles portables, incluant les hits de Sega.
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En 1994, Sega sort le dernier atout de cette console. A l'origine, le Projet Jupiter est censé être une console à part entière, mais une autre machine de la firme, la Saturn, doit sortir dans l'année qui suit au Japon. Ce projet, renommé Projet Mars, puis finalement 32X, se présente sous la forme d'une grosse cartouche qui se branche sur la Megadrive et permet de passer la console de 16 à 32 bits. Ce module calcule la 2D avec effets et la 3D et améliore la qualité du son, laissant à la console la seule tâche de faire les calculs de la 2D simple. Les jeux ainsi développés peuvent être beaucoup plus puissants que sur n'importe quelle console actuelle, et contrairement au Mega-CD, les limitations techniques de la console ne sont pas un problème. Ce dernier add-on de la console sera lui aussi un échec, à cause de son prix, mais aussi de son arrivée tardive, le monde, tant du côté des développeurs que du public, préférant investir dans la nouvelle génération de consoles qui est déjà prévue dans moins d'un an.
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La Megadrive sera re-commercialisée en Amérique du Nord avec un design légèrement différent : c'est la Genesis III. Cette version n'apportera rien de nouveau, et servira uniquement à écouler les derniers stocks de cartouches vierges, qui contiendront des jeux déjà existants ou totalement nouveaux.
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Durant sa vie, la Megadrive a su rivaliser face à la SNES, avec près de 40 millions de consoles vendues, contre environ 49 millions pour sa rivale. C'est en cette période que Sega et Nintendo sont considérés comme de vrais rivaux.