2003年2月13日にセガはパチスロメーカーのサミーとの経営統合を発表。これは当時CSK社長の青園雅紘主導で纏められた[注釈 3][注釈 4]。

2003年12月、当初発表通りサミーがCSKの保有するセガ株22.4%を453億3400万円で買収し筆頭株主となり、セガは事実上サミーの傘下に入った。また2004年10月1日付けで事業持株会社 セガサミーホールディングス（セガサミーHD）を設立し、セガはサミーと共にセガサミーHDの100%子会社となり経営統合した。
セガグループ再編

セガサミーホールディングスは、2014年5月9日にグループ各事業の収益構造を見直し、かつ成長分野への経営資源投入を可能とすることを目的として、「グループ構造改革本部」を設置。2014年9月30日にセガの資本金を600億円から1億円に減資した。

2014年10月31日にグループをエンタテインメントコンテンツ事業・遊技機事業・リゾート事業の3事業グループへ再編する、収益性の抜本的改善の取り組み、セガ構造改革担当に関する人事の3点を発表。

2015年1月30日にソーシャルゲーム並びにオンラインゲームを成長分野として位置づける一方で、2014年3月期決算で営業損益の約7割を占め、2015年3月期も赤字予想となっていたアーケードゲーム事業を中心に製品ラインナップの絞り込みや、一部サービスから撤退すること、約120人の希望退職を募集すること、海外事業の合理化を柱にしたセガにおける構造改革を発表[7]。

同年2月12日にセガグループをコンシューマ事業、アミューズメント事業、TOY・映像事業、アミューズメント施設事業の4事業に再編し、同年4月1日付でセガをセガネットワークスを吸収合併した上で「セガゲームス」へ商号変更し、中間持株会社であるセガホールディングス（後のセガグループ）、アーケードゲームを手掛ける新会社となるセガ・インタラクティブ、ジョイポリスやOrbi Yokohamaの運営を行う新会社となるセガ・ライブクリエイション（後のCAセガジョイポリス）の3社をセガから新設分割で設立することを発表[8][9][10][11][12]。

同年3月26日にセガが経済産業省に提出していた産業競争力強化法に基づく事業再編計画が経済産業省から認定され、セガ本体は同年4月1日付でコンシューマーゲーム事業並びにソーシャルゲーム事業のみを行う会社となり、同じくコンシューマーゲームおよびソーシャルゲーム事業を手掛けているサミーネットワークス、セガゲームスの子会社となったアトラス共々セガグループのコンシューマ事業に組み入れられた。知育エンターテインメントサービスであるテレビーナ、セガ公式コミュニティであるit-tells（いってる）、コンピュータエンターテインメント協会会員もセガゲームスがそれぞれ承継した[13]。

同時に、子会社管理などのコーポレート部門、IP（知的財産権）管理部門、ITインフラ部門をセガホールディングスへ、日本娯楽物産時代から手掛けていたアーケードゲーム事業やそれに付帯する事業をセガ・インタラクティブへ、ジョイポリスやOrbi Yokohamaなどのエンタテイメントパーク事業の一部をセガ・ライブクリエイションへ同年4月1日付でそれぞれ承継させた。セガが加盟していた日本アミューズメントマシン協会の各事業部会員に関しても、AMマシン事業部はセガ・インタラクティブ（サミーとセガ・ロジスティクスサービスも加盟）が、SC施設事業部はセガ エンタテインメント（後のGENDA GiGO Entertainment）が、遊園施設事業部はセガ・ライブクリエイションがそれぞれ承継した。

これに伴い、セガゲームス、セガ・インタラクティブ（2社共前身のセガが開発したタイトルも含む）、サミーが開発したゲームのIP（知的財産権）やソニック・ザ・ヘッジホッグなどのセガのキャラクターの版権、セガ羽田1号館・2号館などの不動産はセガホールディングスが保有することになった他、セガゲームス並びに、セガ・インタラクティブやセガ エンタテインメント、サミーネットワークス、セガ・ロジスティクスサービスなどは、セガサミーホールディングスの連結子会社となったセガ・ライブクリエイションを除き、セガから新設分割で設立されたセガホールディングスの子会社もしくは孫会社となった[8][9][10][11][12]。

セガゲームスは従来からの家庭用ゲームやPCゲームを手掛けるコンシューマ・オンラインカンパニーと、旧セガネットワークスが行ってきたスマートフォンやタブレット端末向けコンテンツ配信を行うセガネットワークス カンパニーの社内カンパニー制を当初は採用していたが、2017年4月1日付で社内カンパニー制は廃止されたと同時に、セガネットワークスの名称も消滅した。但し、セガ第一研究開発本部が開発を担当していた『チェインクロニクル』シリーズ、『封印勇者!マイン島と空の迷宮』、セガ第二研究開発本部が開発を担当していた『セガNET麻雀 MJ』の開発は、セガ・インタラクティブの研究・開発組織となったセガ・インタラクティブ第一研究開発本部並びにセガ・インタラクティブ第二研究開発本部が引き続き行う他、『UFOキャッチャー』などセガ・インタラクティブへ製造・販売が移管された一部製品の商標権はこれまで通りセガゲームスが保有する。

セガホールディングス設立後から行われている事業再編計画により、セガホールディングスが保有していたインデックス（後のiXIT）全株式は澤田ホールディングスへ譲渡され、セガサミーグループであるサミーネットワークスはエンタテインメントコンテンツ事業から遊技機事業へセグメントが変更されたと同時に、セガホールディングスが保有していたサミーネットワークス全株式はサミーへ譲渡された。これに伴い、2016年4月1日以降のセガグループにおける国内のコンシューマ事業は、セガゲームスと子会社3社（アトラス、f4samurai、プレイハート）の4社だけで手掛けることになる。

2018年8月20日に本社所在地・本店所在地を西品川にある住友不動産大崎ガーデンタワーへ移転[14][15][16]。セガゲームスは創業地である羽田から離れることになった。ライセンス機能も、同年10月1日にセガサミーホールディングスが新設したグループライセンス本部へ吸収された[17]。

セガサミーホールディングスは2019年12月24日にセガゲームスを存続会社として、セガ・インタラクティブを2020年4月1日付でセガゲームスへ吸収合併すると同時に、セガゲームスの商号を株式会社セガへ戻すこと、セガゲームスの親会社であるセガホールディングスの商号を株式会社セガグループへ変更する事を発表[18]。2021年4月1日に株式会社セガグループを吸収合併したと同時に[19]、セガは5年ぶりにアーケードゲーム事業を直轄で手掛ける事になった[18]。セガ・インタラクティブが会員となっていた日本アミューズメント産業協会AMマシン事業部（サミーとセガ・ロジスティクスサービスも加盟）の会員資格もセガが承継した（サミーとセガ・ロジスティクスサービスは日本アミューズメント産業協会AMマシン事業部の加盟を継続）。

セガサミーホールディングスは2021年1月29日にグループ構造の合理化を進め、意思決定の迅速化を図ることを目的に、セガを存続会社とした上で、セガがセガグループを吸収合併する事を発表[19]。セガは2021年4月1日付でセガグループを吸収合併したと同時に、セガグループの子会社であったセガ・ロジスティクスサービス、ダーツライブ（子会社のハイブクリエーションや海外子会社も含む）、セガトイズ（子会社のSEGA TOYS (HK) CO., LTD.も含む）、トムス・エンタテインメント（テレコム・アニメーションフィルムやマーザ・アニメーションプラネットなどの国内子会社並びに海外子会社も含む）の4社はセガの子会社となった[19]。