Tym razem arcywróg naszego bohatera – diaboliczny dr Eggman przygotował zupełnie nowy plan dominacji nad światem. W wybudowanym przez siebie międzygalaktycznym parku rozrywki uwięził rasę kosmicznych Ogników (Wisps), których energia ma posłużyć mu jako paliwo podczas realizacji złowrogiego planu. Przetrzymywanym wbrew ich woli stworzeniom, rusza na pomoc dzielny jeż Sonic. Niebieski bohater szybko odkrywa, że w walce z doktorem Eggmanem jest w stanie wykorzystać kolorową moc kosmicznych istot, dzięki czemu może między innymi zakopywać się w ziemi lub używać mocy lasera.

W Sonic Colors, podobnie jak w innych grach z niebieskim bohaterem w roli głównej, sterujemy poczynaniami sprytnego i niezwykle szybkiego jeża, który dzięki swej niesamowitej zręczności i szybkości z łatwością pokonuje kolejnych przeciwników i przeszkody.

Wersja gry na platformę Wii łączy w sobie rozgrywkę 2D i 3D,