बोवी ने 1989 में अपना एकल कॅरियर स्थगित करते हुए 1970 के दशक के प्रारंभिक काल के बाद पहली बार बैंड सदस्यता के लिये अपनी अपेक्षाकृत अनामिकता की ओर वापसी का संकेत दिया। बोवी ने जब गिटारवादक रीव्स गैब्रेल्स (Reeves Gabrels) के साथ प्रयोगात्मक रूप से कार्य करना शुरु किया, तो एक हार्ड-रॉक चतुष्क, टिन मशीन (Tin Machine) का जन्म हुआ। यह पंक्ति टोनी (Tony) और हंट सेल्स (Hunt Sales) द्वारा पूरी की गई, जिन्हें इगी पॉप (Lust For Life) के 1977 में आए एल्बम "लस्ट फॉर लाइफ (Lust For Life)" में क्रमशः ड्रम और बास वाद्य-यंत्रों पर उनके योगदान के लिये बोवी 1970 के दशक के अंतिम-काल से ही जानते थे।
हालांकि टिन मशीन का एक लोकतंत्र के रूप में कार्य करना अभीष्ट था, लेकिन बोवी गीतलेखन व निर्णय लेने, दोनों में छाये रहे। इस बैंड का पहला एल्बम, "टिन मशीन (Tin Machine)" (1989), प्रारंभ में लोकप्रिय हुआ, हालांकि राजनैतिक रंग में रंगे इसके शब्दों को वैश्विक स्तर पर स्वीकृति नहीं मिली: बोवी ने एक गीत का वर्णन “नव-नाज़ियों के उदभव के बारे में रखते हुए एक सरलतावादी, सादे, मौलिक के रूप में किया "; जीवनीकार क्रिस्टोफर सैंडफोर्ड के दृष्टिकोण में, “नशीली दवाओं, फासीवाद और टीवी (TV) को दोषी ठहराने के लिये हिम्मत की ज़रूरत थी [...] इस संदर्भ में कि यह एक कॉमिक पुस्तक के साहित्यिक स्तर तक पहुंच गया था।" ईएमआई (EMI) ने “उपदेश देने वाले शब्दों” और साथ ही “दोहरावपूर्ण धुनों” तथा “न्यूनतावादी या शून्य निर्माण” की शिकायत की। इसके बावजूद यह एल्बम यूके (UK) में तीसरे स्थान पर पहुंचा। टिन मशीन (Tin Machine) का पहला वर्ल्ड टूर को व्यावसायिक सफलता मिली, लेकिन—प्रशंसकों व आलोचकों के बीच समान रूप से—बोवी को बैंड के केवल एक सदस्य के रूप में स्वीकार कर लेने को लेकर अनिच्छा बढ़ती जा रही थी। टिन मशीन के गीतों की एक श्रृंखला चार्ट पर विफल हो गई और ईएमआई (EMI) के साथ एक मतभेद के बाद बोवी ने लेबल छोड़ दिया। अपने श्रोताओं और आलोचकों की ही तरह, स्वयं बोवी के मन में भी बैंड के केवल एक सदस्य के रूप में अपनी भूमिका के कारण लगातार असंतोष बढ़ता जा रहा था। टिन मशीन (Tin Machine) ने एक अन्य एल्बम पर कार्य शुरु कर दिया, लेकिन बोवी ने उस उद्यम को स्थगित कर दिया और एकल कार्य करने की ओर लौट आए। सात-माह के "साउंड+विजन टूर (Sound+Vision Tour)" के दौरान अपने शुरुआती हिट गीतों को प्रस्तुत करते हुए, उन्होंने एक बार फिर व्यावसायिक सफलता और प्रशंसा प्राप्त की। 

अक्टूबर 1990 में, एंजेला से अपने तलाक के एक दशक बाद, बोवी और सोमाली-मूल की सुपरमॉडल इमान (Iman) को उन दोनों के एक साझा मित्र ने एक-दूसरे से मिलवाया. बोवी ने याद किया, “जिस रात हम मिले, उसी रात मैं बच्चों का नामकरण कर रहा था। .. यह बिल्कुल तुरंत हो गया।" उनका विवाह 1992 में होना था। उसी माह टिन मशीन (Tin Machine) ने अपना कार्य दोबारा शुरु कर दिया, लेकिन पहले एल्बम से निराश उनके श्रोताओं और आलोचकों ने दूसरे एल्बम में बहुत थोड़ी रुचि दिखाई. "टिन मशीन II (Tin Machine II)" के आगमन की शुरुआत कवर आर्ट को लेकर व्यापक रूप से प्रचारित और गलत-समय पर उपजे विवाद के साथ हुई: उत्पादन के शुरु होने के बाद, नये उत्पाद लेबल, विक्टरी (Victory), ने सर्वांग-सुंदर मुद्रा में चार नग्न बैंड सदस्यों की कल्पना की, जिसे बोवी ने “उत्कृष्ट ढंग में”, “गलत, अश्लील चित्रों का एक प्रदर्शन” माना, जिसे आकृतियों को लिंग-विहीन रूप में प्रस्तुत करने के लिये एयर ब्रश का प्रयोग करने और ढंकने की ज़रूरत थी। टिन मशीन (Tin Machine) ने फिर टूर किया, लेकिन जब लाइव एल्बम "" व्यावसायिक रूप से असफल हो गया, तो बैंड बिखर गया और बोवी, हालांकि उन्होंने गैब्रेल्स (Gabrels) के साथ सहयोग जारी रखा, ने फिर एक बार अपने एकल कॅरियर की शुरुआत की। 

1969-73: चेतना प्रसारक लोकसंगीत से सम्मोहक रॉक तक
1974–76: सोल, फंक और थिन व्हाइट ड्यूक (Soul, funk and the Thin White Duke)
1992-99: इलेक्ट्रॉनिका
1989-91: टिन मशीन