Sonic Generations viert de twintigste verjaardag van Sonic the Hedgehog met een uniek spel waarin je twee versies van Sonic speelt: de klassieke versie uit 1991 en de moderne versie uit de latere games. Beide versies hebben hun eigen gameplaystijl en speciale moves zoals de Spin Dash en Spin Attack voor klassiek Sonic, en de Homing Attack en Sonic Boost voor moderne Sonic.
Het verhaal draait om een mysterieuze kracht die tijdgaten creëert, waardoor Sonic en zijn vrienden terug in de tijd worden getrokken. Daarom ontmoet je ook klassieke personages en moet je de nieuwe vijand verslaan om je vrienden te redden en de waarheid te ontdekken. De levels zijn opnieuw gemaakt in HD en bieden zowel de klassieke zijwaartse scroll als de moderne 3D-stijl, gebaseerd op drie tijdperken uit de Sonic-geschiedenis.