1980年代末になるとゲームメディアがコンピュータ関連に移行したことによるボードゲームの衰退、ウォー・シミュレーションゲームの市場縮小と内容の単純化に伴い、消費者に時間と知識の点で負担を強いる古いタイプのゲームは売れなくなり、徐々に翔企画の雑誌『シミュレイター』での不定期連載に軸足を移す。このとき、湾岸戦争シミュレーションを2回にわたり連載、翔企画がバックアップを行う中、ゲームデザインで培ったモデリングの技術を駆使し、情勢分析から開戦期日、およびデザートストームの作戦展開に関して正確な予測を行った。その後ソ連の早期崩壊とエリツィンの台頭を予測し的中させている。その後1991年半ばに『シミュレイター』も休刊（実質的には廃刊）となったが、文章力に更に磨きをかけ、『逆転・太平洋戦史』（1991年）で架空戦記作家としてデビューする。この頃は歴史評論も手がけ、KKベストセラーズのワニ文庫や徳間書店から発行されていた季刊誌『奇想艦隊』に多くの投稿を行っており、後の作品において示される歴史観の原型が見られる。そして、分断国家となった日本のもう一つの戦後を描いた『征途』（1993年 - 1994年）で確固たる評価を得た。1990年代半ばにはゲーム版の設定を大幅に改訂し、日独による第三次世界大戦を描いた小説版『レッドサン ブラッククロス』（通称「RSBC」、1993年 - ）をはじめとして多数のシリーズ物に着手した。『征途』の発表から1990年代末まではほぼ架空戦記ないしその要素の強い作品の執筆に集中し、ゲーマー出身者に限らない新たな読者層を獲得して佐藤大輔＝架空戦記作家と言うイメージが定着する。この頃、第3護衛隊群護衛艦しまかぜに3泊4日の同行取材を敢行、乗艦は出港前ではなくSH-60Jに便乗して洋上着艦を経験する。乗艦前に元自衛官、海軍軍人に意見を求めたところ、「海に出ている艦の艦長をおたくな質問で煩わせるな、（中略）とにかく艦長を見ていろ。それでそのフネがどんなものかわかる。」と忠告されたと言う。また、組織として「艦がどのように動いているか」を見学の要点として希望したため、幹部待遇にも関わらず艦の幹部たちと交わす会話は少なく、自衛官等の訓練作業の様子を間近で観察することに徹した。爾後ルポが『セキュリタリアン』に掲載される。その後、徳間書店は仮想戦記の出版から撤退し、谷甲州、横山信義同様、中央公論社に活動の中心を移し、『パナマ侵攻2』にて『戦艦播磨の生涯』の取材に着手したことを明らかにした。1990年代末以降の代表作は近世ヨーロッパに相当する科学技術と日本風の文化、龍や「導術」と呼ばれる超能力などが混在する架空の惑星を舞台にした『皇国の守護者』（1998年 - ）があり、これによりファンタジーへの進出も成し遂げ比較的長く刊行された。2000年代になると、角川書店、富士見書房から架空戦記とは一味違った単発物のホラー小説を出版している。また、徳間書店で開始した新書版のシリーズ物の文庫化が進められ、『征途』には戦史研究家の横山恵一等斯界の人物による解説が付け加えられる。これにより新たな横顔や人的繋がりが明らかにされた。2004年に北国新聞の取材を受け、小説家にはなろうと思っていなかった事、未完のシリーズの続きの原稿は少しずつ書いていること、専門家への問い合わせなど取材へのこだわり等舞台裏について語っていた。交流があった毎日新聞記者・田中成之の回想によると、「テストが嫌でしょうがなかったからこの仕事を始めたけど、気付いたら毎日テストみたいな生活」と語っていたという。遅筆傾向については、原稿の差し替えやゲラ修正といった完璧主義が一因と理解を示している。
8月5日、グロウラーは2回目の哨戒で東シナ海方面に向かった。8月21日に台湾近海の哨戒海域に到着し、2日後の8月23日夜には北緯22度50分 東経121度20分の地点で輸送船菊月丸（南日本汽船、1266トン）に対して浮上攻撃により魚雷を2本発射するも魚雷は菊月丸の下を通過したため、グロウラーはさらに攻撃しようとしたが、菊月丸は反撃しつつ巧みに浅瀬の方に逃げて振り切った。8月25日朝、グロウラーは北緯22度27分 東経120度16分の地点で、漁船団の真っ只中から陸軍輸送船三池丸（日本郵船、11,738トン）に対して魚雷を3本発射したが、これも命中しなかった。グロウラーは3時間もの間、爆雷の脅威に晒された。グロウラーは爆雷攻撃が止むと浮上し、今度は5隻の輸送船と1隻の護衛艦からなる輸送船団を発見して攻撃態勢に移ったが、53発の爆雷を投下され、この輸送船団への攻撃は失敗に終わった。間を入れず、グロウラーは北緯22度23分 東経120度10分の高雄灯台210度沖の地点で、三池丸が雷撃を受けた報告により対潜掃討中を行っていた特設砲艦千洋丸（東洋汽船、2,904トン）に対して魚雷を3本発射し、うち1本を命中させて撃沈した。グロウラーは再び爆雷攻撃を受けたが、この攻撃も何とかしのいだ。その後3日間の間に、それ以上の獲物がなかったため、グロウラーは台湾東部に針路を向けた。8月30日夜には北緯25度26分 東経122度12分の地点で7,000トンないし8,000トン級輸送船を発見し魚雷を3本発射したが、命中した様子はなかった。8月31日未明、グロウラーは北緯25度43分 東経122度38分の基隆港北東海面埠頭角沖で輸送船永福丸（山下汽船、5,867トン）を発見して魚雷を2本発射、1本が命中して永福丸は船体が2つに割れて沈没した。9月4日未明には漂流しているサンパンを発見し、浮上して3インチ砲弾を6発撃ち込んで始末した。その約3時間後、北緯25度47分 東経122度41分の彭佳嶼近海で「厳島型敷設艦」あるいはタンカーと推定される大型艦船を発見し、まず魚雷を2本発射して2本とも命中させる。次いで魚雷を1本発射するがこれは外れ、さらに1本発射して命中させ、特務艦樫野は2分で沈没した。樫野沈没の報は2日後の9月6日夜になって知れ渡り、これに伴って対潜掃討が繰り広げられたが、グロウラーはその間隙を縫って9月7日夕刻に至り、北緯25度31分 東経121度33分の富貴角70度の沖合いで輸送船大華丸（東亜海運、2,204トン）を発見して魚雷を2本発射し、1本を船橋下に命中させて撃沈した。棉花嶼近海で対潜掃討部隊らしき艦船を見た後、グロウラーは9月15日に哨戒海域を去った。帰途にも、9月16日に北緯24度25分 東経139度00分の地点で1隻の空母と2隻の駆逐艦を、9月18日には北緯24度35分 東経147度15分の地点で病院船氷川丸（日本郵船、11,622トン）をそれぞれ発見した。9月30日、グロウラーは49日間の行動を終えて真珠湾に帰投した。