随后在1989年4月21日，任天堂趁势推出可更换游戏卡带的黑白液晶屏手掌机“GAMEBOY”，这台手掌机可谓家喻户晓，和FC一起可以并称双雄。屏幕分辨率已经足够表达丰富多变的游戏世界，长达15小时的常长续电能力至今仍算是业界热门的一个话题。在这款手掌机上一共诞生了数千款专用游戏，其中《口袋妖怪》、《热斗 格斗之王96》、《超级马里奥》、《魂斗罗》、《赛尔达 梦见岛》等等知名游戏都受到广大玩家的热爱。

时间推移到1996年7月21日，任天堂趁势推出“GAMEBOY”的缩小机型“GAMEBOY POCKET”，屏幕在分辨率不变的情况下表现更为清晰，机身更加小巧。并且可通用之前的所有GB游戏软件。电力来源由4节5号电池改为采用2节7号电池，这个设计虽然节约了空间，但换来的却是续电时间大为缩短。不过在华丽外型的掩盖下，这个小遗憾已经被狂热的玩家们无视了。

2年之后的1998年4月14日，任天堂再次针对GBP进行修改推出强化版本“GAMEBOY LIGHT”，GBL的外型和GBP很像，但是新加入的夜光功能让玩家在漆黑的环境下也可以方便地进行游戏。最让人称赞的是电池改用2节5号电池，并且电路设计经过了改良。GBL不再像GBP那么耗电，它使用2节5号电池可以在开灯状态下连续使用12小时。

相隔半年之后的1998年10月21日，任天堂又做出了一件令世人惊讶的事情——“GameBoy Color”诞生！在前辈们的基础上，GBC并未对CPU做出修改，但是屏幕却换为了TFT彩色液晶显示屏，这种屏幕最大的优点便是可以无残影显示所有高速动态画面，并且颜色非常艳丽。在经历了GB、GBP、GBL的残影游戏画面之后，GBC实机一经公布，玩家们仿佛看到了新大陆，当天准备的数十万台GBC被哄抢至空。这台极其出色的主机不仅支持所有的黑白GB游戏卡带，还支持专门为它开发的彩色游戏卡带。为了让黑白GB用户群自然过渡，有相当一部分新游戏仍旧同时支持黑白GB主机、彩色GBC主机。而到了后来，则全部为GBC专用卡带了。由于电路设计极为出色，2节5号干电池竟然可以支持主机连续工作20小时！

2001年3月21日，全世界玩家迎来了喜庆的一天，当日任天堂最新手掌机“GAMEBOY ADVANCE”火暴发售，这台主机可以称之为GAMEBOY真正的后续机种。它采用双CPU设计，支持GB和GBA两种游戏卡带。当玩家插入不同的游戏软件时，GBA主机会自动切换至相应的CPU。CPU的加强使得掌机游戏画面得到了质的提升，全世界各大游戏公司都争相在GBA上推出游戏。《瓦里奥大陆》、《恶魔城 月轮》、《马里奥赛车A》等2000余款优秀游戏的相继推出再次验证了任天堂在掌机市场里的霸主地位。这台主机的唯一缺点是屏幕偏暗。

针对屏幕偏暗的问题，任天堂很快吸取教训于2003年2月14日推出了GBA的加强版“GAMEBOY ADVANCE SP”，SP出色的外观设计获得了无数玩家的赞赏，任天堂成功的将掌机用户群扩展到了年轻人当中。SP屏幕新加入的前置灯有效地解决了屏幕昏暗的先天死伤。至今仍有不少玩家对这台手掌机念念不忘，大家都在担心“这台掌机的设计已经如此完美了，今后的掌机该怎么设计外观哪？”SP的硬件配置和GBA一样，支持所有的GBA、GB软件。

时间到了2004年11月21日，任天堂再接再厉推出双屏手掌机“Nintendo Dual Screen”，售价为15000日元。NDS的魅力远不止双屏，它还支持触摸屏操作以及内置麦克风。NDS具备双插槽，支持NDS和GBA软件，但是不支持GB软件。这台主机新奇的硬件设计早就让广大游戏厂商跃跃欲试，当日同步发售的几款软件有力的证明了NDS非凡的游戏乐趣！到目前为止NDS已经发布了300余款专用游戏，其中数款游戏的销量已轻松过百万。这台新奇主机的诞生也进一步的巩固了任天堂在掌机世界的霸主地位。

其后的一年内，NDS稳步发展，但任天堂似乎又不甘寂寞，再度推出GBA的缩小机型“Game Boy Micro”，这款微型的手掌机只支持GBA软件，并不支持GB软件。它出色的屏幕表现被广大玩家一致称好，由于液晶点阵缩小到了肉眼几乎看不清楚的地步，因此画面表现格外清晰。这款主机是目前全世界最小的手掌机。