黃金年代

國泰成為股東

1990年1月，國泰航空和太古集團從曹氏收購了港龍航空的35%股份，而中信泰富則收購了38%。1991年，港龍購入德國漢莎航空膳食服務（香港）有限公司的航空膳食配餐廚房40%的股份；1992年，購入國際航空服務（香港）公司（IAS）的30%股份，並於1994年1月購入餘下的70%股份，並更名為「香港國際機場服務有限公司」（HIAS）。

1995年，港龍航空和國泰航空合資成立「香港機場地勤服務有限公司（HAS）」，負責營運所有於停機坪的運輸及裝卸等工作。1996年，國泰航空為拓展中國市場把35.86%的港龍股份售予中航集團，令中航集團成為港龍航空最大股東，其次是中信泰富保持28.5%的股份，而太古及國泰佔25.5%，曹氏家族佔5.02%。同年，港龍航空和大昌貿易行汽車服務中心有限公司成立「大昌-港龍機場地勤設備服務有限公司」，提供地勤設備的維修和保養服務。

1997年，港龍成立貨運服務部，不再使用國泰航空總代理的航空貨運服務。另外，中航集團的子公司中航興業在香港上市，獲母公司轉讓其全部港龍股份，加上由曹氏家族及另一股東轉讓的7.43%股份，中航興業共持有43.29%港龍股份。後期，雖然國泰航空是港龍航空的股東之一，但是港龍亦開辦與國泰直接競爭的航線，如香港來往台北、東京和曼谷的航線；而隨著往來中港的航線需求在香港回歸後持續上升，促使國泰在當時有意申請重開北京和廈門的航線，試圖打破港龍在中港航線市場的壟斷地位。然而，有關舉動卻遭港龍航空批評有損它們的利益，甚至為此對薄公堂，最終國泰在聆訊中獲判部分勝訴並獲准重開北京航線，此事亦成為了國泰航空在2006年宣佈從中航興業全購港龍航空一事埋下的其中一條伏線。

港龍於2005年在一架新接收的空中巴士A330（B-HWG）的機身上髹上彩龍圖案，慶祝成立20週年。

國泰收購港龍

2006年6月9日，國泰航空發表聲明，指有關在收購港龍航空一事上已經與其他相關公司達成協議。國泰航空將以82億2千萬港元及發行新股（股份佔九成），向港龍航空其他股東全面收購港龍。另動用40億7千萬，增持中國國際航空股權，由10%增至20%。另國航則以53億9千萬，購入國泰10.16%的股權，使國航與國泰形成互控關係。

同年9月28日，港龍航空正式成為國泰航空的全資附屬公司，並宣佈裁減191名員工。另外，港龍的制服洗濯部門併入國泰的雅潔洗衣，並遷入屯門廠房。

2007年11月1日，港龍航空正式加入寰宇一家，與聯盟內各成員航空公司進一步擴大合作關係。

2009年金融海嘯應對計劃

2009年，因經濟下滑引致之惡劣經營環境，港龍宣佈一系列措施以盡力控製成本及保存現金，包括下調其客運運力、推出特別無薪假計劃及中止運作貨機。

港龍於2009年5月1日宣佈把客運運力調低13%，包括5月內按情況取消的航班服務。另外，港龍的貨機機隊與國泰航空機隊進行了整合，三架波音747-400BCF貨機已調配至國泰航空機隊，而另一架則由2009年1月開始停泊於美國加州，不過將繼續透過客機上的載貨艙提供貨運服務。

港龍於2010年再將一架空中巴士A330（B-HYF）髹上金龍圖案，慶祝成立25週年。

2012-2016年之擴展計劃

2011年底，港龍管理層制定了一系列未來發展計劃，確立公司定位為地區航空公司，專門營運中國及亞洲短途航線，並配合母公司國泰航空的洲際航點，為乘客提供更佳的轉乘網絡之餘，亦應對主要競爭對手香港航空於中國市場的急速擴張。港龍將於未來數年擴充其空中巴士機隊，包括從國泰航空接收3架A330-300廣體客機以及向外租用4架A320-200窄體客機。其中前者將用於加強現時港龍傳統黃金航點的服務和開拓亞洲區的中距離航線，以及取代現行融資成本較高的機隊；而後者將用於開辦更多亞洲短途航點，另用作重新開辦2009年因金融海嘯而取消的航線。

同時，為配合國泰航空於2012年初更新長途客艙設計，港龍亦將更新其客艙產品，而新座椅將配備個人電視及無線上網等娛樂設備。港龍於2013年更換空中服務員的制服，希望將制服色調改為港龍標誌的紅色（與國泰制服略有分別，國泰制服為玫瑰紅色），為搭乘國泰集團航班的乘客帶來更一體化的服務；全新制服於2013年3月28日正式登場，由著名時裝設計師劉培基設計。

2012年2月，港龍在接收2架新租賃、全經濟艙佈局的A320客機及從國泰航空以乾租形式租用第四架A330-300客機（B-HLL）後，計劃自4月初夏季時間表開始陸續重辦2009年取消的航線、增加現有航班的載客量和進一步擴展其亞洲網絡。

易名國泰港龍航空

2016年1月28日，國泰航空宣佈將港龍航空易名為「國泰港龍航空」（Cathay Dragon），並公開新塗裝，改用與國泰航空相同的「翹首振翅」塗裝，惟色調改用紅色，飛龍圖案移向機首，並於機身印上「國泰港龍」的中文字樣。新名稱和品牌於2016年11月生效。而現有機隊將陸續更換新塗裝，預計2019年可將全數46架飛機換上新標誌。首架換上新塗裝的A330-300客機（B-HYQ）於2016年4月5日正式投入服務，唯在更改其對外品牌名稱的同時港龍繼續沿用港龍航空有限公司（英語：Hong Kong Dragon Airlines Limited）的註冊名稱。

2017年3月起，國泰航空再將其5架A330-300客機轉移至國泰港龍機隊，有助更完善地運用培訓資源，2017年4月起，國泰港龍航空的網站與國泰航空的網站合併。