SEGA nace en 1965 de la unión de las compañías: Service Games y Rosen Enterprises, Ltd. De la primera, se tomaría el nombre. Esta se dedicaba a la venta de gramolas para las bases militares americanas, mientras que la segunda era una empresa de importación de arte y otros productos fundada en Japón por Dave Rosen durante 1953. Rosen llevaba desde 1956 importando juegos recreativos y llegó a colocar 5.000 de ellos por todo el Japón, pero cada vez estaba más desencantado con las máquinas traídas desde Estados Unidos así que decidió fabricar sus propios juegos fusionándose con Service Games, de donde surgió SEGA Enterprises, Ltd.

SEGA debutó con Rifleman, un juego mecánico que simulaba tiroteos en el lejano oeste, y para 1967 ya exportaba juegos a los Estados Unidos. El primer éxito de la compañía fue Periscope (1968), un simulador de submarinos, y su último juego mecánico fue Jet Rocket (1970). A partir de ahí SEGA se dedicó a los juegos electrónicos y a las recreativas, produciendo de 1967 a 1979 un total de 140 juegos diferentes. En 1980 SEGA compró a Gremlin, un fabricante de máquinas recreativas, y se metió en el mundo de los videojuegos domésticos licenciando algunos de sus juegos. En esa época Gulf & Western's Paramount adquirió la compañía pero la vendió durante la crisis del videojuego, oportunidad que aprovechó Rosen junto con unos inversores japoneses para recuperar el mando.

Durante los años que SEGA había estado bajo el control de Gulf & Western's se lanzaron la SG-1000 y el SC-3000, dos sistemas nacidos con la idea de competir por el mercado doméstico pero que pasaron sin pena ni gloria. No fue hasta 1984 que SEGA hizo una apuesta en firme con la Mark III para llegar a todos los hogares, pero la popularidad de la Nes acabó con cualquier tipo de esperanza. En 1986 SEGA remodeló su Mark III y la transformó en lo que se conoce como Sega Master System para entrar en los mercados americano y europeo. El resultado fue dispar y si bien en Estados Unidos no pudo plantar cara, en Europa consiguió un gran éxito llegando a vender más que la máquina de Nintendo en varios países, aunque no fue suficiente. En 1988 SEGA decidió apostar por la innovación y lanzó la primera consola de 16 bits del mercado la Sega Megadrive, que volvió a ser un desastre en Japón. Aplastada por la PC Engine de NEC Corporation en oriente su salto a Estados Unidos y Europa parecía abocado al fracaso, pero en la navidad de 1989 la Megadrive consiguió unas ventas espectaculares borrando a la PC Engine del mercado occidental.

Durante los siguientes años la Megadrive compitió directamente con la 16 bits de Nintendo, la Super Nintendo,y recibió curiosos periféricos que no alcanzaron el éxito,     como el Sega MegaCD o el Sega 32X, consiguió alzarse como líder de ventas en Europa aunque sus ventas en EEUU y Japón y por tanto globales fueron inferiores a las del sistema de Nintendo. Mientras tanto SEGA se había labrado un gran prestigio en el mundo de los arcades con juegos tan famosos como Out Run, Shinobi, Afterburner, Virtua Racing o Virtua Fighter cuyas conversiones se transformaban siempre en grandes éxitos. A SEGA ya solo le quedaban dos cosas por hacer, conseguir una mascota que rivalizara con Mario y entrar en el mercado de las consolas portátiles. Lo primero lo consiguió con Sonic, el erizo azul que se convirtió en estandarte de la compañía, y lo segundo gracias a la Game Gear, una potente consola en color técnicamente muy superior a la Game boy de Nintendo pero que cayó en el olvido debido a la escasa duración de sus baterías.

Hablando de portátiles, no podemos dejar de mencionar la Sega Nomad, consola de 16 bits que utilizaba los cartuchos de Megarive, pero que sólo fue vendida en Estados Unidos.

 Como ya hiciera con los 16 bits SEGA fue la primera en pasar a los 32 bits con su Sega Saturn, y por primera vez se vio recompensada en Japón con unas ventas espectaculares durante su lanzamiento en 1994. Desgraciadamente en el resto del mundo la acogida fue algo más fría y rápidamente fue superada en ventas por la PlayStation de Sony. El resultado fue que a finales de 1997 la consola ya casi había desaparecido, manteniéndose únicamente en Japón hasta 1999 gracias a juegos basados en las licencias de diferentes mangas.

Tras la decepcionante historia de la Saturn SEGA se encontraba en una grave crisis financiera, pero aun tuvo tiempo de fabricar una última consola antes de abandonar este mercado. La Dreamcast vio la luz en 1998, llegando a Europa y Estados Unidos en 1999, la consola de 128 bits era una apuesta a doble o nada, pero SEGA volvió a perder la partida. Los usuarios no se vieron atraídos por la potencia de la nueva consola y permanecieron fieles a la PlayStation o decidieron esperar a la salida de la nueva PlayStation 2 para poner un pie en los 128 bits. Finalmente SEGA dejó de dar apoyo oficial a la consola a principios de 2001, pero continuó lanzando juegos para ella siendo el último Puyo Pop Fever en 2004.

  Desde el fin de la Dreamcast SEGA ha pasado por un período muy convulso, con rumores de adquisición, reestructuraciones internas y el paso a ser una Third-party. Además durante la última década del siglo XXI . El mercado de los arcades, donde es la compañía número 1, ha ido decreciendo. Actualmente el panorama de la empresa es incierto y recientemente se fusionó con Sammy, un fabricante japonés de pachinko y recreativas, para formar Sega-Sammy Holdings.

En la actualidad SEGA, se ha convertido en un licenciatario muy fuerte, ya que después de años de rivalidad con Nintendo, ahora trabajan juntos en varios proyectos, uno de los cuales fue la versión de Arcade de F-Zero, en donde NAMCO, SEGA y Nintendo colaboraron juntos en su desarrollo, haciéndose llamar TRIFORCE, y desde entonces podemos ver juegos de Sonic y de los demás personajes de SEGA, en las consolas tanto de Nintendo, así como Sony y Microsoft respectivamente.