1980年代後半から1990年代前半にかけてはサンライズ系の『ガンヘッド』『機動戦士ガンダム0083 STARDUST MEMORY』『新世紀GPXサイバーフォーミュラ』や、押井守監督作の『機動警察パトレイバー』（劇場版I・II）『GHOST IN THE SHELL / 攻殻機動隊』などでメカデザインを手がける。一方、演出家としてはオリジナル企画を立てるがものにできない時期が続く。未発表作はスタジオぬえの「機甲天使ガブリエル」、模型企画「アドバンスト・バルキリー」、「空中騎行戦記」（エスカフローネの原案）など。企画が通らない場合もあれば、シナリオまで進めても自信が持てず止めてしまう場合もあった。1989年には河森原作・脚本・監督、美樹本キャラデザイン、サンライズ制作によるアニメ映画『舞夢』のパイロットフィルムがアニメ誌上で紹介されたが、演出上の行き詰まりから製作中止となった。この挫折から一時期は仕事を中断していたが、1991年に結婚。美樹本はこの結婚が河森の転機になったと語っている。1994年、『マクロスプラス』で10年ぶりに監督業に本格復帰する。同年、初期マクロスからのテーマでありライフワークでもある「音楽の秘める可能性」を自ら世界を旅行して感受したカルチャーショックの体験などを踏まえて描ききった『マクロス7』を完成させ、業界内外から多くの支持を得た。『天空のエスカフローネ』（原作）以降は神話伝承世界に着目し、宮沢賢治の半生を描いた『イーハトーブ幻想〜KENjIの春』でメカアニメ以外の新境地を開く。
プロデビュー作は『闘将ダイモス』のゲストメカデザイン。同時期にタカラのロボット玩具「ダイアクロン」シリーズのデザイン・監修を担当する。先輩宮武一貴の薫陶を受け、『闘士ゴーディアン』『クラッシャージョウ』などの作品で新鋭メカニックデザイナーとして注目され始める。1982年、スタジオぬえ原作のSFアニメ『超時空要塞マクロス』で初の主役ロボットとなる可変戦闘機バルキリーをデザインし、斬新な変形機構で一躍脚光を浴びる。また、この作品には企画段階から携わり、メカニックデザインと設定監修を中心としつつ、演出を数話担当し、最終回では脚本を手掛けるなど構成・演出面でも個性を発揮し、幅広い活動を行った。1984年の劇場作『超時空要塞マクロス 愛・おぼえていますか』では石黒昇との共同監督に抜擢される（石黒はおもにスタッフワークなどを担当）。24歳の初監督作にして実力を高く評価され、アニメファン出身の若手世代の旗手とされた。のちに『マクロスプラス』を共同で手がける渡辺信一郎は「マクロスの監督が二十代半ば」という噂を聞いたことがアニメ業界を選んだ理由のひとつと述べている。劇場版『マクロス』終了後中国奥地の少数民族の村を一人旅し、日本社会とは異なる多様な文化や価値観に触れる。このカルチャーショック体験が以後の創作活動の原動力となる。
基本的に航海士はカードとして登場する。NP（航海士ポイント）やジュエル（有料アイテム）などを使用しての「スカウト」や、特定の港での自動加入などで新たな航海士を入手することができる。航海士にはの艦船運用に関するステータス探索（航続能力や各艦戦闘フェーズの予測精度に影響）、戦闘（海戦時の強さに影響）、交易（交易品の取り扱いや投資に影響）、とそれ以外の勲功（航海や海戦などでの経験）、爵位（勲功値毎の称号）のステータスがある。また、レアリティという格があり、N→R→SR→UR→LRの順で強いカードとなっている。基本的に「編成」画面で船に乗船させることではじめてその能力を発揮できる（1隻につき探索、戦闘、交易の各1名まで）が、同一名の航海士はレアリティがランクが違っていても艦船へ複数配置できない。航海士は「育成」によって他の航海士カードを消費することで、基本ステータスや保有するスキル（特殊効果をもつ技能）レベルを強化できる（上限10レベル）。ただし、保持するスキルを有効活用するためには艦船のステータス欄へ適切に配置する必要がある（戦闘スキルを持っている航海士が乗船していても、交易欄に配置していてはスキルは発動しない）。スキルはレベルが上がると発動率と効果が上昇する。スキルの上昇には同じスキルを持った航海士を育成に投じるか、2015年12月25日に実装されたスキルトレーナーを投じる必要があるが、レベルが上昇するに従って成功確率は低くなる。航海士のレベルが上限にまで達すると、同一の航海士カードを消費することで「覚醒」を行うことができ、これによりレベルの上限を増えて更なる強化が可能となる。覚醒の際にはステータスにボーナス値が付与されるが、これは航海士の爵位によってその比率は異なる。また、場合によってはスキルも上位のスキルに強化されることもある。なお、覚醒は2段階までが上限である（Nなら、N→N+→HN。Rなら、R→R+→HR。SRなら、SR→SR+→SSR）。2015年8月3日のアップデートから、各航海士に適応力が設定された。適応力は航海士アイコンの右上に鈴と数値が点滅する形で表記されている。船に搭乗した3人の適応力の合計値によって、艦船の特殊性能が発揮できるかが決まる。適応力の数値がつくか否かはランダムで決まるが、NPやチケットでのスカウトよりジュエルを使ってのプレミアムスカウトで得た航海士の方が、高い適応力を持つ傾向がある。適応力の数値の大きさはおおむねレアリティの格に準じている。Nカードはほぼ０だがRからは１付くのも現れる。2017年1月に行われたイベントから、SRカードの上位カード、「UR」が登場している。2019年3月の5週年記念イベントから、さらなる上位カード、「LR」が登場している。LR航海士は2019年4月現在、スカウトでのみ登場している。