Именно в таком составе был издан альбом Heading for Tomorrow в феврале 1990, и позже в этом же году Heaven Can Wait EP с новым гитаристом Дирком Шлахтером(Dirk Schlächter) и новым барабанщиком Ули Кушем(Uli Kusch).

В феврале 1991 группа репетировала для записи второго альбома в маленьком загородном домике, находящемся в Дании. С несколькими новыми песнями в запасе Gamma Ray вошли в студию, принадлежащую продюсеру Томми Ньютону(Tommy Newton). Он успешно осуществил свою работу на альбоме, названном Sigh No More, который был издан в сентябре 1991. Стиль довольно сильно отличается от стиля первого альбома, а лирика очень депрессивна, причиной этому послужила война в Персидском заливе, которая шла в это время. После выхода альбома группа осуществила 50 дневный мировой тур.

После японского тура в 1992, группу решили покинуть Ули Куш и Уве Вессель из-за внутренних разногласий и были заменены достаточно молодыми музыкантами из малоизвестной группы, под названием Anesthesia, Яном Рубахом(Jan Rubach) (бас) и Томасом Нэком(Thomas Nack) (ударные). Несмотря на это группа начала строительство их собственной студии, что заняло довольно много времени, поэтому они не начинали запись до начала 1993. Альбом названный Insanity and Genius был издан лишь в июне 1993. Стиль альбома снова приблизился к Heading for Tomorrow, в этой записи Кай снова принялся за написанние взрывного спид метала. Insanity and Genius был сыгран вживую на, так называевых, Melodic Metal strikes back фестивалях, полностью во всех 4 шоу с участием Helicon, Conception, Rage и Gamma Ray как совместных хэдлайнеров. Второе live видео названное Lust for Live было снято на концерте в Гамбурге, который также был также издан как live CD под названием The Power of Metal в декабре.

Самые крупные изменения в составе еще только предстояли. Как только были разработаны планы для четвертого альбома группы, Хансен и Шлахтер были раздражены тем фактом, что Шиперс живет слишком далеко от Гамбурга. Это означало, что они могли проводить репетиции только в выходные, именно этот факт стал причиной задержки записи. С тех пор как Шиперс был прослушан для работы вокалистом в группе Judas Priest, и его шансы были оценены достаточно хорошо, Хансен спросил его, действительно ли он думает, что оставаться в Gamma Ray будет правильным решением. Вдвоем они решили, что лучше будет если Шиперс покинет группу, и без особых разногласий с обоих сторон Шиперс оставил Gamma Ray. После этого Хансен начал поиски нового вокалиста, но по просьбам друзей и фэнов взял и вокальные, и гитарные обязанности на себя, как сделал это на первом альбоме и EP Helloween.

В 1995 был издан четвёртый альбом Land of the Free, первый альбом с Хансеном на вокале. Критики всего мира были довольны. Последующий тур, Men on a Tour, послужил причиной к записи и выпуску живого альбома Alive '95 в 1996.

Дан ЦиммерманВскоре, оба Хансен и Шлахтер решили, что нужно снова изменить состав. Из группы вышли Ян Рубах(Jan Rubach) и Томас Нэк(Thomas Nack) (оба вернулись в коллектив, который покинули раньше, Anesthesia), кроме того, в группу пришел новый барабанщик Дан Циммерман(Dan Zimmerman), также барабанщик группы Freedom Call. Шлахтер решил, что перестанет играть на гитаре и примет на себя обязанности бас-гитариста, так как именно на бас-гитаре он учился играть изначально (это можно видеть на более раннем видео Heading for the East, когда он и Вессель поменялись инструментами на несколько песен, и Шлахтер исполнеяет соло на басу в одном месте). Хеньо Рихтер пришел в Gamma Ray, чтобы занять место второго гитариста. Конечный и все еще не изменившийся состав Gamma Ray был сформирован.

Началась работа по созданию следующего полноформатного альбома, и в 1997 был выпущен Somewhere Out In Space, лирика которого была основана на романтике космоса и межзвездных путешествий. После двух лет туров вышел альбом Powerplant, который был продолжением Somewhere Out In Space в лирическом плане, но довольно сильно отличался в музыкальном плане. Альбом был высоко оценен во всем мире.

Пришло время для создания сборника лучших песен, но Хансен решил сделать это немного по другому: он позволил фэнам выбрать голосованием на их сайте три лучшие песни на каждом из альбомов, а затем группа вновь вернулась в студию, чтобы перезаписать достаточно старые песни с первых трех альбомах и сделать измененные версии для песен выпущенных позже. Этот двойной альбом был назван Blast from the Past.

После перерыва в один год, в котором Хансен сконцентрировался на его сайд-проекте Iron Savior, группа была готова для записи и выпуска следующего альбома No World Order!, альбом содержал много тяжелых риффов похожих на классические группы 80х, такие как Iron Maiden и Judas Priest, как и обещалось. И снова альбом был высоко оценен. На туре в поддержку альбома группа посетила очень много стран Европы и отыграла несколько концертов в Японии. После небольшего перерыва, Gamma Ray отправились на тур под названием Skeletons in the Closet. В этом туре участники группы исполняли песни, которые они никогда или очень редко играли до этого. Опять же список песен был выбран фэнами на сайте группы. Всего лишь несколько шоу было сыграно, но два из них были скомпонованы в живой альбом Skeletons in the Closet, их лучший живой альбом на сегодняшний день.

Последний студийный альбом Gamma Ray Majestic был выпущен 23 сентября, 2005.

Live DVD названный "Hell Yeah - The Awesome Foursome (And The Finnish Keyboarder Who Didn't Want To Wear His Donald Duck Costume) Live in Montreal" был записан 6 мая, 2006 в Монреале и Квебеке. Также известно название следующего альбома группы, он будет называться Land Of The Free Part II, его выпуск планирован в конце 2007 года.

В последние годы Gamma Ray используют сессионных клавишников для туров, чтобы полностью передать собственное звучание в живой обстановке. Аксель Макенротт(Axel Mackenrott) из Masterplan выполнял эти задачи ранее, теперь эту роль выполняет Ееро Каукомиес(Eero Kaukomies) из Финляндии, который игрет в Gamma Ray tribute группе. Его согруппник гитарист Каспери Хейккинен(Kasperi Heikkinen), также играл в части тура Majestic в 2006 по причине травмы Хеньо Рихтера(Henjo Richter)