בתחילת שנת 1990, הוציאה הלהקה את האלבום הראשון שלה, "39/Smooth". מאוחר יותר באותה שנה גרין דיי הקליטה שני מיני אלבומים, "Slappy" ו-"Sweet Children". בסוף שנת 1990, זמן קצר לאחר סיבוב ההופעות הארצי הראשון של הלהקה, עזב קיפמאייר את הלהקה כדי ללמוד במכללה. המתופף טרה קול החל למלא את תפקיד המתופף של הלהקה כתחליף זמני ובסופו של דבר הוחלט שישאר בלהקה. בשנת 1991, Lookout! Records הוציאו את אלבום האוסף "1,039/Smoothed Out Slappy Hours", שכלל את מיני האלבומים: "39/Smooth", "Slappy", ו-"1,000 Hours". יצא הלהקה לסיבוב הופעות ברוב שנת 1992 ו-1993. האלבום המלא השני של הלהקה, "Kerplunk!", שיצא בשנת 1992, נמכר בכ-50,000 עותקים בארצות הברית.
פריצת דרך (1994 - 1996).
הצלחה של האלבום "Kerplunk!" הובילה לגל של עניין מכיוון חברות התקליטים הגדולות, ובסופו של דבר הלהקה עזבה את חברת התקליטים Lookout! Records וחתמה עם חברת התקליטים Reprise Records, לאחר שמשכה את תשומת הלב של המפיק רוב קבאלו ("Rob Cavallo"). החתימה עם Reprise Records גרמה למעריצים רבים לראות בגרין דיי כעוד להקה שהתמסחרה. בשנת 1999 אמר ארמסטרונג למגזין ספין ("Spin"): "לא יכולתי לחזור לסצנת הפאנק, גם אם היינו ההצלחה הגדולה ביותר בעולם או הכישלון הגדול ביותר... הדבר היחיד שיכולתי לעשות היה לעלות על האופניים שלי ולהתקדם קדימה." לאחר חתימתה עם Reprise Records, החלה הלהקה לעבוד על אלבום השלישי שלה, "Dookie"; שנבחר למקום ה-193 ב"רשימת 500 האלבומים הטובים ביותר בכל הזמנים" של הרולינג סטון.
האלבום, שפורסם בפברואר 1994 והוקלט בשלושה שבועות, זכה להצלחה מסחרית וביקורתית. עד היום, נחשה האלבום לפורץ-דרך בז'אנר הפופ פאנק והפאנק רוק. הם צילמו שלושה וידאו קליפים לשירים: "Longview", "Basket Case" ו-"When I Come Around". באותה שנה יצאה גרין דיי לסיבוב הופעות ברחבי ארצות הברית עם הלהקה Pansy Division, כאקט הפתיחה שלה. באחת ההופעות בבוסטון, ב-9 בספטמבר 1994, פרצו מהומות במהלך ההופעה כאשר הלהקה קיצרה את המופע לשבעה שירים, בסוף המהומות 100 בני אדם נפצעו ו-45 נעצרו. הלהקה הצטרפה גם לשני פסטיבלים, Lollapalooza ווודסטוק 1994, שם הם החלו את קרב הבוץ בין חברי הלהקה למעריצים הידוע לשמצה; במהלכו קפץ הבסיסט, מייק דירנט, אל הקהל וכאשר חזר לבמה המאבטחים, שלא זיהו אותו, חסמו ממנו את הכניסה ואחד מן המאבטחים שבר לו מספר שיניים. ההופעה של גרין דיי בוודסטוק 1994 סייעה נוספות לפרסום וההכרה שלה ועזרה לדחוף את האלבום שלה למעמד של אלבום כסף. בשנת 1995, "Dookie" זכה בפרס גראמי על האלבום אלטרנטיבי הטוב ביותר של השנה והלהקה הייתה מועמדת לתשעה פרסי MTV.
בשנת 1995 הוציאה הלהקה סינגל חדש, בשם "J.A.R.", עבור הפסקול של הסרט "Angus". האלבום החדש של הלהקה ראה אור בסתיו 1995 ונקרא "Insomniac". "Insomniac" היה הרבה יותר כבד מאשר האלבום הקודם של הלהקה, אם כי שמר אל הקו של הפופ פאנק והפאנק רוק. שיריו עסקו בשעמום, שחיקה, נדודי שינה, התמכרות לסמים ואהבה. "Insomniac" קיבל ביקורות טובות וקיבל 4 מתוך 5 כוכבים מהרולינג סטון, שהוסיף לומר: "בפאנק, הדברים הטובים באמת מתגלים ומרוויחים משמעות כאשר אתה מקשיב מבלי לדחוף [גיטרה] חשמלית, ולהשתולל איתה. ו-Green Day טובים בזה כמה שאפשר". ארבעה סינגלים הופצו מהאלבום. על אף שהאלבום לא זכה להצלחה דומה לזה של "Dookie", הוא עדיין הצליח למכור שני מיליון עותקים בארצות הברית. בשנת 1996, "Insomniac" זכה בפרס עבור האמן האהוב ביותר, אמן ההארד קור האהוב ביותר והאמן האלטרנטיבי האהוב ביותר בפרסי המוזיקה האמריקאית והלהקה הייתה מועמדת עבור הקליפ, "Walking Contradiction", הטוב ביותר ולעוד שתי מועמדויות בפרסי ה-MTV. סיבוב ההופעות האחרון באירופה בוטל כיוון שהלהקה הייתה עייפה מדי מהדרך. הלהקה לקחה פסק זמן לשנה כדי להירגע ולבלות יותר זמן עם משפחותיהם.
ירידה בפופולריות (1997 - 2002).
לאחר הפסק זמן הקצר שהלהקה לקחה בשנת 1996, חזרה גרין דיי לעבוד והחלה לעבוד על אלבום חדש בשנת 1997. מלכתחילה, חברי הלהקה והמפיק, רוב קבאלו, הסכימו כי האלבום הזה צריך להיות שונה מהקודמים. התוצאה הייתה "Nimrod.". האלבום החדש יצא באוקטובר 1997. אלבום זה היה שונה, כמו שרצו, משאר האלבומים בכך שכלל מגוון ז'אנרים שונים, מפופ פאנק לסקא, ואפילו בלדה אקוסטית. ההצלחה של הסינגל "Good Riddance (Time of Your Life)" זיכתה את הלהקה בפרס הקליפ האלטרנטיבי הטוב ביותר. השיר מתאר אנשים עוברים שינויים גדולים בחייהם בעוד ארמסטרונג מנגן בגיטרה האקוסטית שלו בחדרו. השיר שימש גם בפרק הסיום של "סיינפלד" ובשני פרקים של "ER". הופצו עוד שלושה סינגלים מאלבום זה, אך הם לא זכו לאותו הצלחה של "Good Riddance (Time of Your Life)". בשנת 1998 עשתה הלהקה הופעת אורח בפרק של הסדרה "המלך היל". בסוף שנת 1997 וברובה של שנת 1998, המשיכו גרין דיי בסיבוב ההופעות שלהם.
בשנת 2000 יצא האלבום ". כדי לתמוך באלבום גרין דיי יצאו לסיבוב הופעות בעולם. Allmusic נתן לאלבום 4.5 מתוך 5 כוכבים, והוסיף: "Warning:" לא יכול להיות שיא חדשני, אבל הוא סיפוק אדיר." הרולינג סטון היה ביקרותי יותר, ונתן לאלבום 3 מתוך 5. אף על פי שהאלבום הניב את הלהיט "Minority" וגם את "Warning", חלק מהאנשים הגיעו למסקנה שהלהקה נהייתה פחות רלוונטית והפופולריות שלה ירדה. בזמן שהאלבומים הקודמים של הלהקה הגיעו למעמד של פלטינה כפולה, "Warning:" הגיע "רק" למעמד של זהב. בשנת 2001, גרין דיי זכו בכל שמונת הפרסים שהיו מועמדים. הם זכו בפרסים על האלבום ("Warning:"), אלבום פאנק רוק/סקא ("Warning:"), להקה, סולן, בסיסט, מתופף, כתיבה ואמן הטובים ביותר.
בשנת 2001, בעקבות יציאתו של האלבום "Warning:", הוציאה גרין דיי שני אלבומי אוספים, "International Superhits" ו-"Shenanigans". "International Superhits" הוא אוסף קליפים של הלהקה. "Shenanigans" כלל מספר שירי בי-סייד, כולל "Espionage", שהופיע בסרט "" והיה מועמד לפרס גראמי עבור "שיר הרוק האינסטרומנטלי הטוב ביותר", האלבום נמכר בצורה טובה והגיע למעמד פלטינה בארצות הברית.
באביב שנת 2002 גרין דיי שיתפה פעולה בסיבוב הופעות "Pop Disaster Tour", יחד עם Blink-182 ("בלינק-182"). גרין דיי הופיעו לפני בלינק-182, אשר באותה עת חוותה הצלחה גדולה יותר. הסיבוב הופעות תועד ב-DVD, "Riding in Vans with Boys".
"American Idiot" והצלחה מחודשת (2003 - 2006).
בקיץ של 2003 נכנסה הלהקה לאולפן כדי להקליט חומר חדש לאלבום חדש, שכותרתו הייתה אמורה להיות "Cigarettes and Valentines" (בתרגום חופשי: סיגריות וורדים). לאחר שהשלימו 20 שירים, הקלטות נגנבו מהאולפן. לאחר האשמות רבות בין חברי הלהקה, בחרה הלהקה שלא להקליט את כל האלבום מחדש אלא להקליט אלבום חדש לגמרי והבטיחו לעצמם שיהיה מצליח יותר מ-"Cigarettes and Valentines". זמן קצר לאחר מכן התברר כי להקה חדשה בשם "The Network" (בתרגום חופשי: הרשת) חתמה לחברת תקליטים של ארמסטרונג. לאחר שהלהקה המסתורית הוציאה את האלבום הראשון שלה שנקרא "Money Money 2020", התברר שהלהקה היא פרויקט צד של גרין דיי, והשמועה הייתה כי האלבום "Money Money 2020" היה בעצם "Cigarettes and Valentines". עם זאת, השמועות הוכחשו על ידי ארמסטרונג, אך אלבום הרשת עדיין מופיע באלבום האוסף של גרין דיי והיא נזכרת בראיונות של גרין דיי.