In Sonic the Hedgehog komt de blauwe schim op een planeet terecht die erg op de aarde lijkt en wordt door vrienden met de knappe prinses van de waterstad Soleanna: Elise. De bemoeizuchtige Dr. Eggman heeft echter zijn eigen plannen met de stad en ontvoert Elise. Door optimaal gebruik te proberen te maken van de nieuwe technologie beweegt Sonic zich sneller dan ooit te voren door interactieve omgevingen gevuld met vijanden en obstakels en ontmoet daar Silver, een compleet nieuwe rivaal.

Sonic the Hedgehog bevat twee verschillende soorten stages waarin je terecht zult komen. Zo zijn er gigantische omgevingen met vele side-quests die je kunt onderzoeken in de Town Stages en kun je gebruik maken van de waanzinnige snelheid van Sonic in Action Stages. Nieuw is de toevoeging van voertuigen. In bepaalde stukken zul je de beschikking hebben over een auto waarmee je door de stad moet rijden.

Het spel bevat tevens een multiplayer optie waarin je met twee personages samen kunt werken om het einde van een level te bereiken. Zo zul je elkaar over een klif heen moeten helpen, of samen tegenstanders moeten verslaan.