Um jogo de plataformas em ritmo acelerado que segue Sonic enquanto ele corre por zonas de viagem no tempo para resgatar versões passadas e futuras de estágios e impedir os planos de alteração de tempo do Dr. Robotnik. Combinando velocidade e precisão clássicas do Sonic com música com qualidade de CD, cutscenes animadas e rotas baseadas em tempo de ramificação, ele recompensa reflexos rápidos e exploração para desbloquear finais reais.

Sonic viaja para as margens distantes de Never Lake para a aparição anual de Little Planet - um mundo misterioso onde passado, presente e futuro colidem através do poder das Pedras do Tempo que estão escondidas dentro dele. Sonic chega apenas para encontrar o outrora belo mundo aprisionado sob uma concha metálica retorcida. Seu arqui-inimigo, Dr. Eggman, veio para as Pedras do Tempo e, com elas, logo terá o poder de controlar o próprio tempo! A fim de pôr fim aos esquemas nefastos do Dr. Eggman, Sonic deve usar o poder do Pequeno Planeta para viajar no tempo; quebrando o domínio do Dr. Eggman sobre o futuro, destruindo suas máquinas no passado e recuperando as Pedras do Tempo desaparecidas!