1992年12月8日にジャイアンツと総額・年俸共に当時史上最高額となる6年4,375万ドルの契約を結んだ。翌年以降パイレーツはポストシーズンどころか2012年まで20年間にわたり勝率5割にすら届かないシーズンが続き、ボンズの呪いではないかと言われていた。当初は球団の永久欠番となっていたメイズの背番号24を着用する予定でありメイズ自身も快諾していたものの、ファンや地元メディアの十分な賛同を得られなかったため、ジャイアンツ時代の父ボビーと同じ25を着用する事となった。1993年は10月1日のドジャース戦でキャリアハイの7打点を記録。打率.336、いずれもリーグトップの46本塁打・123打点・出塁率.458・長打率.677・OPS1.136の成績で、最多本塁打・最多打点の二冠を獲得。チームは2位ブレーブスに最大10ゲーム差を付けるなど地区首位を独走していたが、9月7日から8連敗を喫して逆転を許す。シーズン最終戦を前に同率で並ぶが、宿敵ドジャースに大敗して1ゲーム差で地区優勝を逃した。2年連続3度目のMVPを受賞し、ジョー・ディマジオやミッキー・マントルなど往年の名選手と肩を並べた。1994年は8月2日のレッズ戦で自身初の1試合3本塁打を記録。MLB選手会の1994年から1995年のMLBストライキでシーズンが打ち切られたが、打率.312・37本塁打・81打点、リーグトップの74四球を記録し、MVPの投票で4位に入った。同年、ジェームズ・ウッズとアン・アーチャー主演の映画ジェーンズ・ハウスに父ボビーと共に本人役で出演した。1995年はキャリア唯一の全試合出場を果たし、打率.294・33本塁打・104打点・31盗塁、共にリーグトップの120四球・出塁率.431・OPS1.009を記録し、自身3度目の30本塁打30盗塁を達成。1996年は4月27日のフロリダ・マーリンズ戦でジョン・バーケットから通算300号本塁打を放ち、メイズ、アンドレ・ドーソン、父ボビーに次いで史上4人目となる300本塁打300盗塁を達成。打率.308・42本塁打・129打点・40盗塁、リーグ記録を更新する151四球の成績で、1988年のホゼ・カンセコに次ぐ史上2人目の40本塁打40盗塁を達成し、MVPの投票で5位に入る。1997年は打率.291・40本塁打・101打点・37盗塁、4年連続リーグトップの145四球を記録して父と並ぶ通算5回目の30本塁打30盗塁を達成し、チームの地区優勝に貢献。フロリダ・マーリンズとのディビジョンシリーズでは打率.250・本塁打0に終わり、チームは3連敗で敗退した。MVPの投票では前年と同じく5位に入った。1998年は5月28日のアリゾナ・ダイヤモンドバックス戦で、2点ビハインドの9回表2死満塁の場面で敬遠四球。8月23日のマーリンズ戦で通算400号本塁打を放ち、史上初の400本塁打400盗塁を達成した。打率.303・37本塁打・122打点・28盗塁を記録し、さらに通算8度目となるゴールドグラブ賞を受賞し、MVP投票では8位に入った。1999年のスプリングトレーニング時に例年より体重を増やした状態で登場。同年は好調なスタートを切ったものの、故障で2ヶ月近く離脱した影響で102試合の出場に留まり、打率.262・34本塁打・83打点と不本意な成績に終わる。ピークは過ぎたと見られることもあったが、355打数で34本塁打を放っており、本塁打率は自己最高を記録している。同年のMLBオールセンチュリーチームの投票では外野手部門にノミネートされたものの、当時の現役野手で唯一選出されたケン・グリフィー・ジュニアに阻まれ、選出には至らなかった。セイバーメトリクスの創始者であるビル・ジェームズはボンズを「90年代最高の野球選手」として評価しているが（2位にはクレイグ・ビジオが選ばれている。）、これについて「ボンズは私の見た中で最も正当な評価をされていない野球選手であろう。グリフィーは凄い人気があるが、ボンズの方が断然に優れた選手である」と異論を唱え、ボンズについて当時の時点で史上16番目に偉大な野球選手としている。また「将来的に歴史上5指に入る偉大な野球選手となるだろう」とも言及している。また同年はスポーティング・ニュースの選ぶ100人の偉大な野球選手のランキングにおいて当時の現役選手としては最高位となる34位に選ばれた。2000年は打率.306・49本塁打・106打点・長打率.688、リーグトップの117四球を記録し、チームの3年ぶりの地区優勝に貢献。ニューヨーク・メッツとのディビジョンシリーズでは打率.176とまたも振るわず、チームは1勝3敗で敗退した。MVP投票ではチームメイトのジェフ・ケントに次ぐ2位に入った。2001年は4月12日から6試合連続本塁打、その間4月17日のドジャース戦で通算500本塁打を達成。5月17日から再び6試合連続本塁打、5月19日のブレーブス戦、9月9日のコロラド・ロッキーズ戦で1試合3本塁打を記録。10月5日のドジャース戦で朴賛浩から71号本塁打を放ち、マーク・マグワイアの70本塁打を更新するメジャー記録を樹立。打率.328・73本塁打・137打点、共にベーブ・ルースのメジャー記録を更新する177四球・長打率.863の成績を残す。しかし打点王は取れなかった。シーズン最終戦の日の朝、アメリカはアフガン侵攻を開始したが、テレビ局ニュース記者によれば、アメリカ国民は「誰もアフガンなんて興味もない。ボンズのホームランに夢中」だった。チームは地区優勝を逃したが、史上初となる4度目のMVPを受賞した。2002年は開幕から2試合で4本塁打・9打点を記録。その後も8月27日のロッキーズ戦で3本塁打を放つなど好調を維持し、打率.370・46本塁打・110打点、いずれもメジャー記録を更新する198四球・出塁率.582・68敬遠四球を記録して自身初の首位打者を獲得し、チームのワイルドカード獲得の原動力となる。ブレーブスとのディビジョンシリーズ、セントルイス・カージナルスとのリーグチャンピオンシップシリーズでは計4本塁打を放ち、チームは13年ぶりのリーグ優勝。自身初出場となったアナハイム・エンゼルスとのワールドシリーズでは打率.471・4本塁打を記録する活躍を見せるが、シリーズ記録の13四球（内敬遠7）と勝負を避けられ、チームは3勝4敗で敗退し移転後初のワールドチャンピオンはならなかった。2003年は父ボビーの死去（詳しくは下の「父親との関係」を参照）もあり、若干パフォーマンスが落ちたものの、打率.341、45本塁打、90打点を記録。ケントが移籍したこともあり相変わらず勝負を避けられることは多く、61敬遠は前年に自身が記録したものに次いで歴代2位だった。また6月23日のドジャース戦で通算500盗塁を達成したことで、同時に史上初の「500-500」を記録した選手となった（2018年現在においても、ボンズ以外には400-400すら達成者はいない）。前年に続けてチームはポストシーズンに進出したが、地区シリーズでは4試合で8四球（地区シリーズ記録）と歩かされ、敗退した。2004年は打率.362、45本塁打、101打点を記録。40歳で2度目の首位打者を獲得した。また以前にも増して徹底的な四球攻めに遭い、120敬遠を含む232の四球を記録。出塁率は6割を超え、OPSは1.422を記録し、4つのMLB記録を更新。9月には史上3人目となる通算700号本塁打を達成した。2005年は故障でシーズンの大半を欠場。9月になってようやく復帰したが、わずか14試合の出場に終わる。これはジャイアンツにとって大きな誤算となり、1996年以来9年ぶりの負け越しを記録することとなった。2006年には5月28日のロッキーズ戦で715号を放ち、ベーブ・ルースの記録を更新。シーズン全体では130試合に出場し打率.270、26本塁打、77打点に終わり、更なる体重増加により守備・走塁能力にも衰えは明らかであったが、115四球はリーグトップ、38敬遠、出塁率.454はMLB全体トップを記録するなど、打撃技術は健在であることを示して見せた。2007年は通算本塁打の記録更新が近付いていたため開幕から注目されていたが、メジャーデビューから22年目の2007年8月4日、ペトコ・パークのパドレス戦でハンク・アーロンの持つ755本のメジャー通算本塁打記録に並ぶ。それから三日後の8月7日、AT&Tパークのナショナルズ戦でマイク・バシック投手から756本目となる本塁打をライトスタンドに打ち込み、MLB通算本塁打記録を塗り変えた。ゲーム中にもかかわらず10分に及ぶセレモニーで新記録を祝い、自らマイクを握って挨拶を行い、「父さん、皆さん、ありがとう！」と締めくくった。チームメイトとの不和が盛んに囁かれていたが、この時はベンチ総出で祝福されている。記録更新から約一ヵ月後の9月15日、756号の記念ボールが大方の予想を大きく上回る75万2467ドル20セント（約8600万円）で落札された。8月28日にオークションが始まった時点での金額は10万ドルだった。なお、落札者が実施した投票の結果、この記念ボールは参考記録を示す「*」マークを付けて野球殿堂に寄贈されることが決まった。9月21日に、年俸の高さ、チームの低迷、チームの若返りの方針、薬物問題によるイメージダウンなどにより、サンフランシスコ・ジャイアンツは来期以降の契約を延長しない意思を伝え、シーズン中にも関わらず退団が決定した。その頃怪我で出場を見送っていたボンズは、26日のパドレス戦にスタメン出場し、3打数無安打に終わった。結果的にこの日が現役最後の出場となっている。シーズン全体では打率.276・28本塁打・66打点を記録。132四球、43敬遠、出塁率.480は2006年に続いてMLBトップの記録だった。