У Соніка день народження і всі його друзі влаштували для нього вечірку-сюрприз. На жаль, якраз у той час, коли святкування почалося, в небі з'являється загадкова істота і затягує Соніка та його друзів у дивні міжпросторові портали! Ця дивна істота вносить хаос у просторово-часовий континуум, і Сонік разом із молодшою версією себе опиняється на перехресті часів. Два Соніки повинні працювати разом, щоб відновити свою історію, врятувати своїх друзів і виправити протягом часу!
Sonic Generations - це динамічна екшен-платформна гра в довгограючій серії Sonic the Hedgehog. У рамках святкування 20-річного ювілею персонажа від Sega, гра повертається до історії всієї серії і включає знамениті етапи з усіх основних ігор за останні 20 років. Гра розділена на три "епохи", в кожній з яких по три етапи, кожен з яких взятий з різних ігор, починаючи з оригінальної Sonic the Hedgehog і закінчуючи Sonic Colors, і включає безліч максимумів і мінімумів між ними.
Кожен етап гри складається із двох частин, або "актів". Перший акт кожного етапу грається за допомогою класичного Соніка, єдиними здібностями якого є біг, стрибок із обертанням та спиндаш. Етапи першого акту завжди повністю складаються з бічного прокручування платформи, як у класичних 2D іграх. Етапи другого акту, навпаки, проходяться за допомогою сучасного Соніка, який втрачає здатність до стрибка, але отримує самонаводну атаку і можливість рухатися вперед з дуже високою швидкістю. Етапи другого акта змінюють один одного в міру проходження 2D- та 3D-платформ. Обидва Соніки можуть заробляти та використовувати різноманітні здібності, такі як швидша зупинка або нові типи щитів.