Karena tidak puas, Wayne kemudian kembali ke balapan Amerika.
Di sana, Wayne berkompetisi di AMA Formula One dan Formula Two.
Wayne sempat difavoritkan menjadi juara, namun masalah reliabilitas mengganggunnya.
Dia mendapat peringkat delapan di AMA Formula One dan ketiga di AMA Formula Two.
Pada 1987, Wayne mengikuti AMA Superbike, bersaing dengan Kevin Schwantz memperebutkan gelar juara.
Wayne akhirnya menjadi juara, meski mendapat kemenangan lebih sedikit dari Schwantz.
GP500
Wayne Rainey pindah ke GP500 pada 1988, bergabung dengan Team Robert Yamaha yang dikendalikan Kenny Robert Sr.
Rivalnya besarnya, Schwantz, juga ikut pindah ke GP500 di Team Suzuki.
Wayne mendapat kemenangan perdananya di GP Inggris.
Menggunakan YZR500, dia menyelesaikan musim di peringkat ketiga dan mendapatkan tujuh podium.
Pada tahun yang sama, dia dan Kevin Magee menjuarai Suzuka 8 Hours.
Performa Wayne meningkat musim selanjutnya.
Dia mendapatkan semua podium di tiap race, kecuali di Misano dan Swedia.
Wayne mendapat peringkat kedua pada akhir musim.
Musim 1990, Wayne mendapat rekan tim baru, yakni Eddie Lawson.
Selain itu, dia juga harus beradaptasi dengan Michelin.
Namun, musim tersebut dilalui Wayne dengan mengesankan.
Dia mendapat tujuh kemenangan dan semua podium di semua race, selain di Hungaria.
Wayne berhasil menjadi juara dan memaksa Schwantz menjadi runner-up meskipun dia sudah berusaha ekstra keras.