La Master System, sortie en 1985 au Japon sous le nom Sega Mark III, est techniquement supérieure à la NES dans plusieurs domaines : meilleure palette de couleurs, plus grande quantité de RAM et sprite plus détaillés. Mais elle arrive dans un marché déjà verrouillé par Nintendo en Amérique du Nord.
C'est en Europe et au Brésil que la Master System triomphe véritablement, grâce à une distribution efficace par Mastertronic puis Virgin. Alex Kidd in Miracle World, intégré dans la ROM de certains modèles, Wonder Boy et Sonic the Hedgehog sur Master System ont construit sa légende. Elle reste produite au Brésil jusqu'en 2016 — un record de longévité.