En 1990, Prost part chez Ferrari et est remplacé par l'Autrichien Gerhard Berger. Senna et Prost luttent pour le titre toute la saison, mais le Brésilien est sacré après un nouvel accrochage à Suzuka, volontairement provoqué comme il l'avouera quelque temps après. Le début de saison 1991 est parfait pour Senna : quatre victoires sur quatre courses et 29 points d'avance sur Prost, alors son plus proche rival. La suite sera plus difficile, avec l'émergence des Williams-Renault qui dominent la suite de la saison. Toutefois, plusieurs erreurs les empêchent de rattraper Senna qui remporte son troisième titre mondial tandis que McLaren l'emporte pour la quatrième année consécutives. En 1992, les Williams sont encore plus fortes, et Senna et McLaren ne peuvent lutter. Senna finit même derrière le jeune allemand Michael Schumacher, à la quatrième place. Cette cuisante défaite pousse Honda à quitter la F1, et Senna hésite à poursuivre l'aventure. Il est pourtant bien au départ de la saison 1993, avec un moteur Cosworth et un nouvel équipier : l'Américain Michael Andretti. Senna résiste magnifiquement à l'association Prost-Williams pourtant supérieure, remportant cinq victoires. Andretti déçoit énormément, et est remplacé en fin de saison par le jeune finlandais Mika Häkkinen, qui parviendra à signer son premier podium au Grand Prix du Japon.