Jeu d'éducation et de performance. Aidé par un être mystérieux se nommant Infinite, Dr. Eggman a réussi à conquérir la majorité du monde, employant une armée de vilains sous ses commandements, comprenant Shadow the Hedgehog, Metal Sonic, Chaos, Zavok. Pour combattre les forces d'Eggman, Sonic et ses amis forment une résistance, rassemblant d'autres rebelles à leur cause. Rejoint par son passé d'une autre dimension et une recrue de la résistance, Sonic tente de mettre fin au règne d'Eggman.
Cependant, le Dr. Eggman s'est fait un nouvel allié en la personne d'Infinite, un être étrange qui pourrait bien mettre le hérisson bleu en mauvaise posture.
Comme dans Sonic Generations, le Sonic moderne du présent et le Sonic classique du passé, s'associent pour arrêter le Dr. Eggman et certains ennemis connus des jeux précédents tels que Chaos de Sonic Adventure, Metal Sonic de Sonic CD ou encore Zavok, le chef des Zetis de Sonic Lost World. Generations et Sonic Colours comme le montre le trailer de présentation. Le jeu reprend le système des Wisps qui transformaient Sonic dans Sonic Colours et l'alternance de phases 2D et 3D inspirés respectivement de la jouabilité des jeux et des jeux plus modernes.