В 1988 году гитарист Кай Хансен ушел из Helloween, официальной причиной чему был заявлен слишком изнуряющий гастрольный график группы. С того момента прошло не так уж много времени, как Кай замутил новый проект, Gamma Ray, в который также вошли бывший вокалист Tyran Pace и его давний друг Ральф Шиперс, басист Уве Вессель и барабанщик Матиас Бурхардт. Сначала Хансен не планировал создавать полноценную команду и хотел ограничиться студийной работой, но после того как пробные сессии прошли в благоприятной атмосфере, его решение было изменено. В январе 1990-го вышел дебютный лонгплей, "Heading For Tomorrow", имевший успех не только в Германии, но и в Японии, где альбом занял вторую строчку хит-парада. В то время как бывшая команда Хансена искала новые пути, Gamma Ray взяли на вооружение все лучшее, что было в Helloween: мелодичность, мощь, великолепную гитарную работу и красивый вокал.

Практически сразу по окончании сессий Бурхардт подал в отставку, и группе пришлось искать нового драммера. В конце концов место за ударными занял Ули Куш (экс-Holy Moses), и, усилив состав гитаристом Дирком Шляхтером, команда взялась за концертную деятельность. Первое турне прошло с успехом, а особо восторженный прием ждал музыкантов в Японии.

В сентябре 1990-го вышел EP "Heaven Can Wait", большую часть которого составили остатки с сессий "Heading For Tomorrow", а в феврале следующего года началась работа над второй полнометражкой. Записанный с продюсером Томми Ньютоном, альбом "Sigh No More" хоть и получился более мрачным, но по популярности не уступал своему предшественнику. Скопировано с Dark-World.ru. В поддержку диска прошло мировое турне, после которого ввиду личностных разногласий команду покинули Ули и Уве. Новую ритм-секцию позаимствовали из гамбургской группы второго эшелона Anesthesia: басистом стал Ян Рубах, а ударником – Томас Нэк. В 1992-м Gamma Ray занялись обустройством собственной студии, поэтому релиз третьего альбома несколько подзадержался.

Вышедший в июне 1993-го "Insanity And Genius" являлся прямым наследником "Heading...", а Хансен по-видимому четко осознал, что лучшая музыка, которую он может сочинять – это бомбастик-спид-метал. Под конец года было выпущено концертное видео "Lust for Live", а вскоре после этого в составе вновь произошли изменения. С Шиперсом пришлось расстаться, (поскольку он проживал далеко от гамбургской резиденции GR), а функции лидер-вокалиста взял на себя Хансен.

В мае 1995-го вышел альбом "Land Of The Free", представлявший собой нечто среднее между "Heading For Tomorrow" и "Walls Of Jericho". Альбом был отмечен присутствием на нём таких приглашённых вокалистов, как Ханси Кюрш (Blind Guardian) и Михаэль Киске (ex-Helloween). На следующий год в продаже появились балладный EP "Silent Miracles" и концертник "Alive '95". В конце большого евротура команду покинули Ян Томас, а их места впоследствии заняли гитарист Хеньо Рихтер и барабанщик Даниэль Циммерман. Дирк же переключился на бас, и таким образом сформировался наиболее стабильный состав Gamma Ray. В 1997-м группа выпустила EP "Valley of the Kings" и альбом "Somewhere Out In Space", посвященный космической тематике. Два следующих года коллектив провел в гастрольных поездках, после чего продолжил космические исследования на диске "Powerplant". Наступление миллениума "гамма-лучи" отметили выпуском сборника лучших вещей "Blast from the Past", а в 2001-м вернулись с работой "No World Order", сделанной в духе классического хэви 80-х.

Откатав тур в поддержку этого диска и сделав небольшой перерыв, команда вновь отправилась на гастроли, в течение которых исполняла в основном редкие вещи. На основе концертов в Барселоне и Страсбурге, состоявшихся в рамках этого тура, был выпущен концертник "Skeletons In The Closet". Новая же студийная работа от Gamma Ray появилась в сентябре 2005-го, причем на "Majestic" коллектив вернулся к своему фирменному мелодичному металлу.

Live DVD, названный "Hell Yeah — The Awesome Foursome (And The Finnish Keyboarder Who Didn’t Want To Wear His Donald Duck Costume) Live in Montreal", был записан 6 мая 2006 в Монреале.

В последние годы Gamma Ray используют сессионных клавишников для туров, чтобы полностью передать собственное звучание в живой обстановке. Аксель Макенротт (Axel Mackenrott) из Masterplan выполнял эти задачи ранее, теперь эту роль выполняет Эро Каукомиес (Eero Kaukomies) из Финляндии, который игрет в Gamma Ray tribute группе. Его согруппник гитарист Каспери Хейккинен (Kasperi Heikkinen), также играл в части тура Majestic в 2006 по причине травмы Хеньо Рихтера (Henjo Richter)

Студийный альбом Gamma Ray "Land Of The Free Part II" был выпущен 16 ноября 2007 в Германии, 19 ноября в Европе, 21 ноября в Японии и 15 января 2008 в Северной Америке.

В ноябре 2007 года Gamma Ray совместно с Helloween и Axxis отправились в мировое турне "Hellish Rock". Хедлайнером тура является группа Helloween. Gamma Ray назван "особым гостем" тура и, также как и Axxis, играет не на всех выступлениях. Тур знаменателен тем, что в конце выступления состав Gamma Ray (за исключением ударника) присоединяется к Helloween, чтобы вместе исполнить ранние хиты Helloween, соавтором которых был Кай, — "Future World" и "I Want Out".

В 2010 году вышел новый студийный альбом - "To The Metal".