בסופו של דבר, התחלה אמיתית להדפסה תלת-מימדית הייתה ב-1986, כאשר נרשם הפטנט הראשון על טכנולוגיית הסטריאוליתוגרפיה (SLA), שהייתה שייכת לצ’ארלס האל (Charles W. Hull), ממציא המכונה הראשונה עם טכנולוגיית SLA ב-1983. האל המשיך לשתף פעולה עם חברת 3D Systems Corporation, אחת מחברות המובילות בתחום ההדפסה תלת-מימדית כיום.

המערכת המסחרית הראשונה SLA-1 מבית 3D Systems הושקה ב-1987, והמכירות התחילו ב-1988 לאחר בדיקות מרובות ויסודיות. למרות שטכנולוגיית ה-SLA הייתה החלוצה בתחום ההדפסה תלת-מימדית, בשוק הפרוטוטיפים המהירים באותה תקופה קיימו גם טכנולוגיות אחרות. ב-1987, קרל דקרד (Carl R. Deckard) מאוניברסיטת מדינת טקסס הגיש בקשה לפטנט SLS (Selective Laser Sintering), שהוענק ב-1989 והורשה לחברת DTM Inc., שלאחר מכן נרכשה על ידי 3D Systems. באותה שנה, 1989, סקוט קראמפ (Scott Crump), שותף מייסד Stratasys, רשם פטנט על טכנולוגיית FDM (Fused Deposition Modeling), שנמצאת בשימוש רחב היום במדפסות תלת-מימד של רמת הכניסה וכן בציוד מקצועי.

ב-1989, חנס לנגר (Hans Langer) הקים את חברת EOS GmbH בגרמניה, שבתחילה עסקה בניסויים עם SLA, אך לאחר מכן התמקדה בפיתוח טכנולוגיית SLS (Selective Laser Sintering). EOS כיום מוכרת ברחבי העולם בזכות איכות המוצרים הגבוהה שלה לפרוטוטיפינג תעשייתי והייתה הראשונה שהציגה ב-1990 את טכנולוגיית DMLS (Direct Metal Laser Sintering), שפותחה בשיתוף פעולה עם מחלקת Electrolux (פינלנד), שלאחר מכן נרכשה על ידי EOS.

בשנים אלו הופיעו גם טכנולוגיות נוספות של הדפסה תלת-מימדית, כולל BPM (Ballistic Particle Manufacturing), LOM (Laminated Object Manufacturing), SGC (Solid Ground Curing), ו-3DP (3D Printing), שזכו לפטנטים מצד ממציאים שונים. תחילת שנות ה-90 הוכתרה בצמיחת מספר החברות בשוק הפרוטוטיפינג המהיר, אך רק מעטות מהן נותרו כשחקניות מובילות עד היום, ביניהן 3D Systems, EOS ו-Stratasys.