1992年11月21日に行われたプロ野球ドラフト会議では前述の4球団から1巡目指名を受け、抽選の結果交渉権を獲得した巨人に入団。契約金は1億2000万円。年俸は720万円。背番号は「55」。13シーズンぶりに巨人監督に復帰した長嶋が中日ドラゴンズ、阪神タイガース、福岡ダイエーホークスとの抽選の末、松井の交渉権を引き当てた。当時の松井は本心では阪神入りを熱望しており、ラジオで交渉権が巨人に決まったことを知ると、記者会見で複雑な表情を浮かべ、「阪神に行きたい、という希望がありましたから。まだ整理もついていないけどその気持ちも次第に薄れていくと思う」と語った。その後、長嶋から直接電話を受けて感銘を受け、すんなり巨人入りを決めた。阪神ファンである彼の気を引くために、長嶋は監督就任会見の前に旧知の記者に「星稜高校の松井秀喜選手が大いに注目されていますが、監督はどうお考えですか?」と質問するよう頼んでおき、「ほしいですね、この手で是非育ててみたい逸材です」と答えた。これを自宅のテレビで見た松井父子は興奮し、巨人入りの意思が高まったという。なお、この年のドラフト会議で、当初巨人フロントは松井ではなく三菱自動車京都の伊藤智仁を指名する予定だったが、長嶋が松井の獲得を熱望したため松井指名に切り替えている（なお、その伊藤智仁は野村克也が率いていた東京ヤクルトスワローズから1位指名されて入団する。）。入団会見で他の新人選手が抱負として憧れの選手名や具体的な成績目標を述べる中、松井は「サッカー（Jリーグ）や相撲（若貴ブーム）に小さな子供たちの関心が傾きつつあります。その中で僕はその子供たちに夢を与え、球場に直接見に来てもらえるような選手になれるよう頑張ります」と述べた。1993年、プロ初のキャンプでは150メートル級の場外弾を連発。キャンプ2日目にはフリー打撃で13本の柵越えを放ち、「こんな高校生、見たことがない」とコーチに言わしめた。高校時代は三塁手であったが、長嶋は外野手へとコンバートした。2月28日のオープン戦でプロ初打席を迎え、当時ヤクルトに所属していた一つ上の石井一久と対戦するもカーブで三振となり、その時は焦りや恐怖を感じたという。その後もプロの投球の速球に手こずり、三振と凡打の山を築く。オープン戦は53打数5安打、打率.094に終わり、20三振は全体トップだった。4月7日に長嶋から二軍落ちを通告され、公式戦開幕は二軍で迎えた。二軍落ちを通告された際には、「落としたことを後悔させるように頑張る」と語り、その宣言通り、イースタン・リーグの開幕戦で松井と同期新人のヤクルトスワローズに入団した伊藤からホームランを放つなど12試合で.375、4本塁打の活躍を見せ、5月1日のヤクルト戦（東京ドーム）で「7番・左翼手」として一軍デビューを果たした。初打席は西村龍次からセカンドゴロ。2打席目には同じく西村からライトフェンス直撃の二塁打を放ち、初安打初打点を記録。翌日の試合では、9回裏に高津臣吾から内角の直球をライトスタンド中段に運びプロ入り初本塁打。興奮の余り、試合後ロッカールームから引き揚げる際、足元はスリッパのまま「打っちゃった」と喜びを露わにした。その後は各球団のマークに遭い、6月には二軍に降格するが、7月のフレッシュオールスターに出場して優秀選手賞を獲得し、8月下旬に再び一軍に昇格するとヒットを連発し、セ・リーグ高卒ルーキー新記録となる11本塁打を放った（パ・リーグの高卒ルーキー記録は1986年の清原和博による31本塁打）。オフの契約更改では1060万円増の1900万円でサイン。目標の2000万円には届かず、会見では渋い表情を見せた。1994年4月9日に行われた広島東洋カープとの開幕戦で2本塁打を記録し、4月には自身初の月間MVPを受賞した。同年のオールスターゲームではセ・リーグ史上最年少で4番を打った。中日ドラゴンズとのリーグ優勝を賭けたシーズン最終戦「10.8決戦」でも本塁打を放つなどチームのリーグ制覇に貢献。迎えた日本シリーズでは西武ライオンズを破りチームは日本一、自身も2年目で20本塁打を記録した。1995年は22本塁打を放ち、初のベストナインを受賞。8月24日の横浜ベイスターズ戦でレギュラーシーズンでは初の4番を任された。ヤクルトが最高勝率・マジック1で迎えた9月30日に明治神宮野球場で行われた試合では9回裏二死で打席に立ち、その年の最優秀バッテリー賞を受賞するテリー・ブロス及び古田敦也にセンターフライに仕留められた。この年のオフには、苦手な内角球を克服するために、身体に当たりそうな極端な内角球を打つ練習を行った。その甲斐あって、翌年から成績が飛躍的に向上することになる。後に、松井はこのシーズンオフが野球人生のターニングポイントだったと回想している。1996年は自身初の開幕4番スタートだったが、5月からは落合博満が4番に返り咲き、松井は3番に戻った。その後チームの上昇と共に成績も上昇し、夏場には7月、8月と2か月連続で月間MVPを獲得するなど、大逆転優勝に大きく貢献。初のセ・リーグMVPを受賞した。リーグ最終戦まで山崎武司、大豊泰昭と本塁打王を争っていたが、山崎に1本リードされて迎えた10月8日シーズン最終戦の中日戦では長嶋の配慮で自身初の1番打者として出場したが、4打席すべてで敬遠されてタイトルを逃した（結果は山崎が39本で本塁打王に輝いた）。観客席の巨人ファンからは罵声が飛び交ったが、松井自身は「しょうがない。タイトルを取れなかったのは、悔しいけど、（高校時代の）五打席連続敬遠の方が悔しかった」と、比較的サバサバした様子だった。それでも、22歳での38本塁打は王貞治に並ぶ年齢別最多本塁打記録。また、同一投手からのシーズン最多本塁打のタイ記録の7本塁打を斎藤隆から放った。この年の斎藤隆との対戦成績は25打数7安打で、安打のすべてが本塁打であった。最終的に130試合に出場し、打率3割1分4厘、38本塁打、99打点の成績を残した。この年は日米野球に出場し、敬遠されたことでも話題になった。なお、この時の松井の敬遠以降は日米野球では日本の打者が敬遠されることは長らくなく、2014年に松田宣浩がされるまでなかったという。契約更改では倍増の1億6000万円で一発サインした。高卒選手ではイチローと並ぶ史上最短（当時）の入団4年目で1億円プレーヤーの仲間入りを果たした。1997年は西武ライオンズの清原和博がFAの権利を用いて、巨人に入団し、清原とのコンビは「MK砲」と呼ばれた。4月27日の広島戦で通算100本塁打を達成。4月は好調で10本塁打を放つ好スタートを切った。最終的に打率は3割をわずかに下回ったが、37本塁打を放った。しかし、ドゥエイン・ホージーとの本塁打王争いに1本差で敗れ、史上初めて2年連続して1本差で本塁打王のタイトルを逃すことになった。打点は初めて大台を突破する103打点を挙げるが、これもルイス・ロペスに及ばず無冠に終わった。1998年は春季キャンプ中に左膝を痛め、「左膝軟骨損傷」と診断された。膝の不安を抱える中で開幕から4番に座ったが、初本塁打は11試合目まで遅れ、その間には32打席無安打というプロ生活最大のスランプにも悩まされた。4月は打率.190、2本塁打に終わり、5月2日には清原和博に4番の座を奪われた。膝の痛みが和らいだ5月10日に久々の第3号本塁打を放つと、その後の12試合で9本塁打して月間MVPを受賞するなど本来の調子を取り戻した。その後は順調に打ち続け、7月28日のヤクルト戦で通算150本塁打を達成。最終的には34本塁打、100打点で自身初のタイトルとなる本塁打王、打点王、最高出塁率のタイトルを獲得。巨人で本塁打王と打点王の両方獲得は、1977年の王貞治以来21年ぶりの快挙であった。一方で、左膝の故障は現役を通じて古傷として松井を悩ませ、周囲の筋肉を鍛えることでだましだましプレーを続けたが、その影響は右膝にも及ぶようになった。1999年は前年の日米野球でサミー・ソーサからアドバイスを受け、シーズン前に広角に打つことを意識したフォームに改造。6月5日の横浜戦から6月10日の中日戦まで5試合連続本塁打を記録する。9月21日の阪神戦では通算200本塁打を達成。7月のオールスター第1戦では4試合連続本塁打（新記録）を放ったが、第3戦で代打出場した際にわき腹を痛め、7月30日の広島戦で遂に先発メンバーから外れた。この時点で現役最多だった連続フルイニング出場が574試合（当時歴代3位）で止まる。長嶋が松井に負担のかからない形で連続試合出場記録を尊重することを決め、以後8月中旬までは記録のために1イニングだけ守備固めとして出場する。このケガの影響が響いてロベルト・ペタジーニと2本差で本塁打王を逃すことになるが自己最高の42本塁打を記録。日本人のシーズン40本塁打は1989年の落合博満以来10年ぶり、巨人では1977年の王貞治以来22年ぶりの快挙であった。シーズン終了直後の10月24日には、ヤンキー・スタジアムで初めてメジャーリーグの試合（ALCS第2戦）を生観戦している。この経験は強く心に刻まれ、後のメジャーリーグ挑戦を決断する要因の一つにもなった。2000年は開幕から4番に座り、以後日本シリーズ、日米野球なども含めて、他の打者に4番を譲ることはなかった。右小指をグリップにかける打法に変えたことで、あまり強くバットを握らずにリラックスして構えられるようになったことで打撃は凄味を増し、シーズン半ばまでは三冠王を狙える勢いで打ち続けた。7月12日の広島戦で通算1000本安打を達成。最終的に135試合全イニングで4番に座り、いずれも自己最高の打率3割1分6厘、42本塁打、108打点をマーク。シーズン全試合4番出場は巨人では1950年の川上哲治以来50年ぶりの記録だった。本塁打王、打点王、最高出塁率、シーズンMVP、日本シリーズMVP、ゴールデングラブ賞を受賞し、巨人の日本一の立役者となった。なお、この年の日本シリーズMVP受賞によって川上哲治、大下弘、福本豊に次ぐ史上4人目の「レギュラーシーズン、オールスター戦、日本シリーズにおけるMVP獲得者」となった。プロ野球界に最も貢献した人物に贈られる正力松太郎賞も初受賞した。同年の日米野球では、メジャーリーグ選抜のボビー・コックス監督に「ゴジラはいいねえ。バットスイングが速い」と称賛された。この時点では「大リーグなんて、そんな」とメジャー挑戦に否定的だったが、「野球をやっていて、大リーグを全然考えないと言ったら、うそになるかもしれません」と2年後のFA移籍に含みを持たせた。11月21日には石川県県民栄誉賞を受賞した。契約更改では、松井のメジャー流出を危惧した球団側が8年総額56億円という破格の長期大型契約を持ちかけたが、松井は「一年一年が勝負という気持ちでプレーしたい」として単年契約にこだわり、球界最高（当時）の年俸5億円でサインした。2001年4月12日の中日戦に1000試合目の出場で通算250本塁打を達成。5月3日の中日戦で当時史上5人目の1000試合連続試合出場を達成。5月5日から8月13日までセ・リーグ歴代1位の65試合連続出塁を達成する。9月27日、広島カープ戦で自身初の1試合3本塁打（3打数連続）を記録するなど9月は打撃好調で月間MVPを受賞した。この年、初の首位打者のタイトルを獲得したが、全イニング出場での首位打者は王貞治、イチローに次ぐ史上3人目の快挙となった。一方で、本塁打数はなかなか伸びず、20号本塁打を放ったのは8月7日であった。8月まで年間30本に届かないペースで推移していたが、9月にようやく量産体制に入ると、自身初の1試合3本塁打を含む月間11本塁打と巻き返したが、最終的な本数は36本とやや数を落とした。本塁打王のタイトルは当時本塁打王争いをしていたペタジーニに再び奪還される。この年の松井は、打球が上がらずにホームランが出ないという悩みに悩まされていた。この年の打撃について、松井は後に「あの年首位打者を取ったけど、打撃は最後まで狂ったままだった」と語っている。FA権獲得が翌年に迫る中、下交渉では球団から5年総額50億円の大型複数年契約を提示されたが、これを断り当時プロ野球史上最高額となる年俸6億1000万円（後に、佐々木主浩が更新）で単年契約した。契約更改後の会見では、来期にFA権を行使することを明言し、「このまま巨人に残るか、アメリカに行ってみるか二者択一になる」と語った。2002年は開幕前、巨人がビジター用ユニフォームの胸ロゴを「TOKYO」から「YOMIURI」に変更したことについて、「なぜ巨人の伝統を大事にしないのかなぁ」と松井がコメントしたとスポーツ報知が報じ、オーナーの渡邉恒雄が激怒するという騒動があった。記事を執筆した記者の広岡勲（現在は松井の専属広報）が巨人担当を外れることで事態は収拾した。「日本一」「三冠王」の2つを目標に掲げて10年目のシーズンをスタート。開幕後間もない4月13日にFA権を取得。7月9日に黒田博樹から通算300号本塁打を放つ。28歳0ヶ月での到達は王貞治の27歳3ヶ月に次ぐ史上2番目の年少記録であり、1200試合目での達成は史上6番目の速さであった。また、8月1日には4番打者としての連続出場を363試合に伸ばし、石井浩郎の記録を抜き当時の単独1位（後に、金本知憲が更新）となった。オールスターゲーム前までは、前年同様打球が上がらず76試合で18本塁打だったが、後半戦は64試合で32本塁打という驚異のペースで打ち続け、自己最多を更新する、史上8人目の50本塁打を記録する。セ・リーグでは1985年のランディ・バース以来17年ぶり、日本人では1986年の落合博満以来16年ぶり、巨人では同じく1977年の王貞治以来の25年ぶりの快挙となった。ペタジーニに9本差をつけた50本目の本塁打は2002年の本拠地最終戦の対ヤクルト戦（東京ドーム）で記録。7・8月と2ヶ月連続で月間MVPを受賞。9月7日の広島戦でプロ野球新記録となる5年連続100得点を記録した。シーズン終盤までは打率3割5分台を維持し、三冠王目前だったが、シーズン終盤に調子を落とし、首位打者争いで福留孝介にタイトルを譲った。打率、本塁打、出塁率では自己最高の成績で、本塁打王、打点王、最高出塁率、シーズンMVPを獲得した。なお、巨人ではこの年の松井を最後に日本人選手の本塁打王を獲得した選手は出ていない。また、巨人の日本人左打者の40本塁打以上の選手及び打点王は2010年に阿部慎之助が44本塁打を記録、2012年に打点王を獲得するまで現れなかった。レギュラーシーズン終了後の10月11日には監督の原と、16日には球団代表の土井とそれぞれ会談。前監督の長嶋とも長時間会談し、残留を要請されたが、結論は日本シリーズ後に持ち越した。10月18日には、ニューヨーク・タイムズ紙でニューヨーク・ヤンキースが松井の獲得を狙っていることが報じられた。西武ライオンズとの日本シリーズでは、松井の安打数は4本に留まったが、チームは1990年の西武以来12年ぶりで球団(巨人として)初の4連勝のストレート勝ち(4勝0敗)で西武を下し、日本一の栄冠に輝いた。なお2012年にMLBで引退したため、この日本シリーズが自身にとって現役時代最後の日本シリーズ出場となった。11月1日にFA権を行使してMLBへの挑戦を表明した。「最後の最後まで悩んで苦しかった。何を言っても裏切り者と言われるかもしれないが、いつか『松井、行ってよかったな』と言われるよう頑張りたい。決断した以上は命を懸ける」と決意を語った。松井はFA宣言をするときに自らを「裏切り者」と発言し、松井の危惧の通り、裏切り者だと考えるジャイアンツファンは一定数存在したが、日本球界全体では松井の成功を祈っていた。むしろ彼がそれだけプロ野球ファンのことを考えている証左だとする賞賛の声や、移籍決断に至るまでの彼の苦悩に対して同情する声は決して少なくないばかりか逆に多かった。球団関係者は沈痛な面持ちで「球界の財産である松井選手のアメリカ（MLB）への流出を防ぐことができず、応援してくださるファン皆さんには何とお詫びしたらいいか……」と、まるで不祥事でも起こしたようなコメントを残した。MLB球団との交渉にあたって、当初は代理人無しで交渉に臨む予定だったが、MLBの契約内容の複雑さを知った松井は方針を転換し、ジェイソン・ジアンビの代理人としてニューヨーク・ヤンキースと大型契約を締結した実績があるアーン・テレムを代理人に選定した。テレムには「ヤンキースとだけ集中して交渉してほしい。ヤンキースがダメだったら次のことを考えよう」と伝え、ヤンキースへの入団を熱望した。