Sonic, Tails ve Knuckles dünyayı korumaya devam ederken gizemli robot saldırıları ortaya çıkar. Bu saldırıların arkasında, Sonic'in tüm yeteneklerini kopyalayabilen ölümcül bir makine olan Metal Sonic vardır. Tam bu sırada Amy Rose sahneye çıkar ve ekibe katılır. Metal Sonic giderek daha güçlü hale gelirken Sonic, ilk kez kendi hızına ve zekâsına eşit bir rakiple karşı karşıya kalır. Dünyanın kaderi için verilen mücadelede ekip, Metal Sonic'in ardındaki karanlık planı ortaya çıkarmaya çalışır.