Modena permaneció en Brabham, pero en 1990, el equipo contaba con una débil estructura financiera.

Con la excepción de un quinto puesto obtenido en la apertura del campeonato en el Gran Premio de Estados Unidos, la temporada fue intrascendente para Modena, aunque el año acabaría bien pues el italiano se aseguró un lugar en el resurgiente equipo Tyrrell, para reemplazar a Jean Alesi en 1991.

La temporada comenzó bien, con un cuarto lugar en el Grand Premio de los Estados Unidos, y un Gran Premio de San Marino en el cual alcanzó el tercer lugar antes de que su motor fallara.

En 1992, se unió a Jordan, pero este equipo irlandés contaba con motores Yamaha de bajo rendimiento.

Modena luchó todo el año con las dificultades mecánicas, no logrando clasificar en cuatro oportunidades y al mismo tiempo siendo criticado por su trato para con el auto y su personalidad cada vez más introspectiva.