2008年（平成20年）11月1日、日本放送協会（NHK）のテレビニュースにて「パナソニックが三洋電機を買収することを検討している」と報じられ、これに続いて、新聞各紙も同様の内容を報じた。のちに友好的な株式公開買い付け（TOB）により過半数の株式を取得し、2009年（平成21年）4月までに子会社化すると報じられていた。2008年（平成20年）11月7日、パナソニックが三洋電機を子会社化することで基本合意したことを発表。この基本合意の時点では、2008年（平成20年）12月を目途に雇用・事業・ブランド等についての大枠で合意した上で、2009年初めに、パナソニックが友好的株式公開買付け（TOB）を実施し、3月末までに子会社化する予定だった。2008年（平成20年）12月に資本・業務提携契約を締結。2009年（平成21年）3月には過半数の議決権を持つ主要株主（三井住友銀行、大和証券SMBCPI、ゴールドマン・サックス・グループ）がTOB応募でパナソニックと合意した。しかし、両社はアメリカ合衆国でのニッケル水素電池市場で合わせて約8割に達するシェアを有する等、二次電池で高いシェアを占めることから、独占禁止（反トラスト）法上の手続が予想以上に長期化した。2009年（平成21年）6月26日、佐野精一郎社長が株主総会で、同年9月1日よりパナソニックの子会社となりパナソニックグループの傘下に入ることを正式発表。同年10月末までにニッケル水素電池部門の一部売却などを条件に世界各地域全ての関係当局から承認が得られたことから、2009年（平成21年）11月4日にパナソニックが三洋に対する友好的TOBの実施、三洋がTOBへの賛同をそれぞれ決議した。TOBは11月5日から12月7日まで行われ、12月8日成立。12月21日にTOB決済とTOBに応募された優先株式の普通株式転換が行われ、パナソニックが全株式の50.27%を取得、当初予定より半年以上遅れて三洋が正式にパナソニックグループに加わった。翌2010年（平成22年）2月1日付でパナソニックから役員を受け入れ、自社のHIT太陽電池をパナソニックにOEM供給し、パナソニック電工が擁する強力な販売網に乗せて販売するなど、パナソニックグループの一員として本格的な連携が始まった。三洋は買収される以前、ブランドビジョンとして「Think GAIA（シンクガイア）」という言葉を掲げていた。買収直後の2010年1月、パナソニックグループは創立100周年ビジョンを新たに公開した。このため三洋は会社の方向性を示す表現を2つ持つこととなったが、混乱を招くとして、2010年（平成22年）4月9日限りでブランドビジョン「Think GAIA」の運用取りやめを発表した。2010年（平成22年）5月7日、大坪文雄パナソニック社長が、同年3月期パナソニック決算発表記者会見の席上で「三洋の白物家電事業を将来的に統合する」と発表。その後、同年7月28日にパナソニック・パナソニック電工・三洋電機の3社合同でパナソニックグループの抜本的再編を発表した。3社がそれぞれ一定の独立性を持った現状の経営形態では、サムスン電子やLGエレクトロニクスといった急成長を続けるアジア系電機メーカーとの競争を勝ち抜くには不十分で、競争力強化と意思決定の迅速化を図るには、経営統合・細かく重複の多い既存事業の大胆な整理集約といった抜本的な再編が必要であるとパナソニック側から電工・三洋両社に打診し合意した。まずパナソニックが2010年（平成22年）8月23日から10月6日まで友好的TOBを実施。TOBは10月7日に成立して10月14日付で決済が行われ、パナソニックは三洋の全株式の80.98%を取得した。TOBに応募されなかった株式は株式交換によって取得、三洋は翌2011年（平成23年）3月29日に上場廃止となり、同年4月1日付でパナソニックの完全子会社となった。続いて2012年（平成24年）1月1日付でパナソニックグループ全体で「コンシューマ」「デバイス」「ソリューション」の3事業分野を核とする事業再編を実施、三洋の強みである太陽電池・蓄電池などのエナジーシステムは主に「デバイス」事業で活用される見込み。そして、事業再編が実施される2011年度中に、SANYOブランドが強く支持されている海外の一部地域・機器を除き「SANYO」ブランドを原則廃止し「Panasonic」へ一本化する事も決まった。まず「SANYO」ブランドでの新製品発表は2011年3月31日付を以て終了。翌4月1日以降三洋が生産・出荷する製品には原則として「Panasonic」ブランドを冠することとなり、「SANYO」ブランドを冠する既存製品の生産・出荷は1年後の商標公式使用終了に向けて縮小される。そして2012年（平成24年）4月以降日本国内の「SANYO」ブランド製品はeneloopだけとなり、それ以外の製品は「在庫・展示品限り」となって完売次第市場から姿を消す。当面の間「SANYO」ブランド製品としてパナソニックの充電式EVOLTAと併売されていたeneloopを除き、日本国内での「SANYO」ブランドの使用を2013年（平成25年）4月25日を以て廃止。それ以降、eneloopは発売元・ブランドを「Panasonic」に統合して発売を継続する方針となった。「EVOLTA」の併売も継続されるため、事実上パナソニックは2つの蓄電池ブランドを構えることになった。さらに全国に約1500店ある三洋系列店「スマイるNo.1ショップ」を「パナソニックショップ」に転換・統合する事も決まった。2011年（平成23年）10月1日から、三洋系列店看板を（「SANYO」ロゴ等を撤去して）「Panasonic」ロゴ等へ掛け替える作業が始まり、2012年3月末に完了予定。これに先行する形で三洋系列店には、三洋グループ本体が生産体制を大幅縮小した製品を中心に、薄型テレビ・冷蔵庫等の一部でパナソニック製品の供給を始め、完全子会社化以降はパナソニックショップ転換に向けて、「Panasonic」ブランドを冠した三洋製品を含めて全分野の製品がパナソニックショップと同様の品揃えに置き換わっていった。ただし全ての三洋系列店がパナソニックショップに衣替えするとは限らず、三洋・パナソニック以外の他社製品も併売する「アトム電器」等の独立系や「エディオンファミリーショップ」等の家電量販店系に移籍する店舗も出ている。さらに一部地域・店舗では看板からの「SANYO」文字を外して「Panasonic」や「アトム電器」などへの掛け替えが予定より前倒しされ、2011年（平成23年）4月1日より掛け替えをはじめている。また完全子会社化に伴い、2011年4月から三洋電機公式ウェブサイトのURLが、パナソニックのドメイン（panasonic.co.jp）の下に置かれることとなった。なお、車載用以外のニッケル水素電池部門等（三洋エナジートワイセル等）は2010年（平成22年）に古河グループ（富士通系）のFDKに、一度は売却を断念した半導体事業（三洋半導体）も2011年（平成23年）にアメリカのオン・セミコンダクターにそれぞれ売却された。ただし前者は2011年（平成23年）現在も、eneloopの製造元として引き続き三洋に製品供給を続けており、後者もオン・セミコンダクター傘下入り後最長3年間はSANYOロゴを使用する計画があるとされていた。ちなみに車載用のニッケル水素電池事業は、三洋側ではなくパナソニック側の事業が中国の湖南科力遠新能源に譲渡される見通しとされる。パナソニックと重複する洗濯機器・家庭用冷蔵庫の事業は、2011年にハイアールグループに売却された。三洋とハイアールは家庭用冷蔵庫の生産で合弁会社・ハイアール三洋エレクトリック（後のハイアールアジアインターナショナル）を設立しており、家庭用機器事業の売却先としては妥当といえる。コインランドリー]機器では国内市場をほぼ独占していたが、家庭用洗濯機だけでなくコインランドリーなどの業務用機器事業も売却した結果、日本国内でトップシェアを握っていたコインランドリー機器事業を外国企業に明け渡すことになった。ハイアール売却前の2011年以前に製造された製品は、パナソニックグループがアフターサービスを行う。