La trama se centra en Amy Rose, que viene de un futuro alternativo donde todo el mundo ha sido dominado por Robotnik y Metal Sonic. Para evitar que se convierta en realidad, Amy viaja al pasado para unirse a Sonic y a todos sus aliados en el presente. La película es una mezcla de acción, viajes en el tiempo y toques de comedia romántica, mientras intentan impedir que Robotnik obtenga el poder absoluto y cambie el futuro para siempre.