เรื่องราวเปิดฉากขึ้นเมื่อ โซนิค เดอะ เฮดจ์ฮ็อก ต้องเผชิญหน้ากับศัตรูคู่ปรับตลอดกาลอย่าง ด็อกเตอร์เอ็กแมน ระหว่างการต่อสู้ โซนิคได้เข้าไปเกี่ยวข้องกับพลังของ Paradox Prism จนเกิดเหตุการณ์ครั้งใหญ่ที่ทำให้จักรวาลแตกออกเป็นหลายมิติ และชีวิตของโซนิคต้องเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง

เมื่อฟื้นขึ้นมา โซนิคพบว่าตัวเองไม่ได้อยู่ในบ้านเกิดอย่างกรีนฮิลล์อีกต่อไป แต่กลับถูกส่งมายังโลกคู่ขนานอย่าง New Yoke City เมืองที่มีบรรยากาศมืดมนและแตกต่างจากโลกเดิมอย่างสิ้นเชิง ที่น่าตกใจกว่านั้นคือ เขายังได้พบกับเพื่อนที่คุ้นเคยในรูปแบบที่ไม่เหมือนเดิมอีกด้วย

โซนิคจึงต้องออกเดินทางผ่านโลกต่างมิติ เพื่อรวบรวมชิ้นส่วนของ Paradox Prism และหาทางนำจักรวาลกลับคืนสู่สภาพเดิม พร้อมกับพยายามช่วยเหลือเพื่อนสนิทอย่าง Tails, Amy, Knuckles, Rouge และ Big ที่ในแต่ละมิติต่างมีชีวิตและบุคลิกแตกต่างกันไป

หนึ่งในตัวละครที่เข้ามามีบทบาทสำคัญคือ Nine หางจิ้งจอกอีกเวอร์ชันหนึ่งของ Tails ซึ่งมีความสามารถด้านการประดิษฐ์และเทคโนโลยีอย่างโดดเด่น เขากลายเป็นทั้งพันธมิตรและบุคคลสำคัญที่ช่วยให้โซนิคเข้าใจความลับของ Shatterverse มากขึ้น