В августе 1988 года Боуи исполнил роль Понтия Пилата в фильме Мартина Скорсезе «Последнее искушение Христа».

1989—1991: Tin Machine

В 1989 году, впервые с начала семидесятых (со времён The Spiders from Mars), Боуи сформировал регулярную группу, хард-рок квартет Tin Machine, вместе с музыкантами Ривзом Гэбрелсом, Tony Sales и Hunt Sales. Tin Machine выпустили два студийных альбома и одну концертную запись. Группа получила смешанные отзывы у критиков и несколько более тёплый приём со стороны публики, также группа Tin Machine стала началом длительного сотрудничества между Боуи и Гэбрелсом.

Оригинальный альбом, Tin Machine (1989) был успешным, заняв третье место в хит-параде Великобритании. Tin Machine отправились в первый мировой тур в том же году с участием дополнительного гитариста Эрика Шермерхорна. Несмотря на успех проекта Tin Machine, Боуи был слегка разочарован тем, что многие из его идей были или отвергнуты, или изменены группой. Боуи начал девяностые с тура по стадионам, на которых он играл, главным образом, свои самые известные хиты. The Sound + Vision Tour (названный в честь сингла с альбома Low) был задуман и поставлен хореографом Эдуаром Локом из квебекской труппы современного танца «La La La Human Steps», с которой Боуи сотрудничал и выступал на сцене и в видеоклипах. Боуи пообещал во время тура, что он никогда больше не будет играть свои ранние хиты. Одновременно со стартом турне был выпущен клип на композицию «Fame '90», которая была ремиксом оригинального хита 1975 года, режиссёром видео стал Гас Ван Сент.

Хотя он никого не удивил, когда позднее отказался от этих своих слов, а также от обещания, что его концертный список песен в определённой стране будет сосредоточен на любимых хитах поклонников, выбираемых местным голосованием в телефонном опросе — от идеи быстро отказались, когда кампания, проведённая британским еженедельником New Musical Express, привела к внушительной победе песни «The Laughing Gnome». Правда, в его последующих турах присутствовали старые хиты, но когда они появлялись, то часто радикально переделывались в плане их аранжировки и постановки.

Негативное отношение прессы к Боуи продолжилось, когда обложка второго альбома Tin Machine стала предметом многочисленных споров и обсуждений из-за присутствия на ней изображения голой статуи.

После второго, менее успешного альбома Tin Machine II и полного провала концертного альбома Tin Machine Live: Oy Vey, Baby, Боуи устал от работы в группе, где было ограничено его творчество, и в конце концов расформировал Tin Machine, чтобы работать самостоятельно, продолжив сольную карьеру.

14 октября 1990 года, спустя десятилетие после развода с Анджелой, Боуи познакомился с Иман. «Встретились мы, как это ни смешно, на дне рождения нашего парикмахера!» — вспоминает Дэвид, это была любовь с первого взгляда, «Мы сразу же начали встречаться, я просто не мог поверить, что такое возможно, что отношения могут складываться вот так легко и сразу. Не было вообще никаких трудностей…». Через два года они поженились.

1992—1999: Электроника и образ Натана Адлера

В 1992 году Дэвид Боуи исполнил свои хиты «„Heroes“» (с Миком Ронсоном) и «Under Pressure» (с Энни Леннокс) на концерте, посвящённом памяти Фредди Меркьюри (Freddie Mercury Tribute Concert). В 1993 году увидел свет очередной альбом музыканта — Black Tie White Noise, в музыкальном стиле которого просматривалось влияние соула, джаза и хип-хопа. В работе над этим лонгплеем Боуи вновь сотрудничал с продюсером пластинки Let’s Dance Nile Rodgers. Альбом добрался до вершины британского чарта, поддерживаемый успешными синглами: «Jump They Say» (попал в Top-10) и «Miracle Goodnight». По словам самого певца, этот альбом был вдохновлён его свадьбой и содержал композиции, отражающие эти недавние события, такие как «The Wedding» (с репризой в конце альбома). Бракосочетание с новой супругой и выход пластинки состоялись в апреле 1992 года.