Ponieważ procesor Motorola 68000 był zbyt wolny, aby w pełni obsłużyć przystawkę, zainstalowano dodatkowy procesor 68000. Ten drugi procesor ma częstotliwość taktowania 12,5 MHz, większą niż procesor 7,67 MHz w Mega Drive. W odpowiedzi na pogłoski, że NEC planuje modernizację pamięci RAM TurboGrafx-CD z 0,5 MB do 4 MB, Sega zwiększyła dostępną pamięć RAM Sega CD z 1 do 6,5 Mbit. Okazało się to wyzwaniem technicznym, ponieważ prędkość dostępu do pamięci RAM płyty Sega CD była początkowo zbyt niska, aby efektywnie uruchamiać programy, a programiści musieli skupić się na zwiększeniu prędkości. Szacowany koszt urządzenia wzrósł znacząco, ale badania rynku przekonały kierownictwo Segi, że konsumenci byliby skłonni zapłacić więcej za mocniejszy produkt. Ostatecznie by ukończyć urządzenie Sega zawarło partnerstwo z JVC, które współpracowało z Warner New Media w celu opracowania odtwarzacza CD w standardzie CD+G.