Eggman lance un défi à Sonic, Tails et Knuckles. Il va conquérir le monde et il prétend qu'ils ne pourront pas l'arrêter. Parallèlement, Rouge, à la recherche d'un trésor, découvre Shadow, amnésique, et un robot trahi par Eggman, E-123 Omega, dit Omega. Amy, Big et Cream partent à la recherche de Sonic, Froggy (une grenouille amie de Big) et Chocolat (le frère de Cheese, le chao qui accompagne cream)La Team Chaotix, composé de Vector, Espio et Charmy Bee, est une agence de détective qui est engagé par un mystérieux client qui les met sur la piste d'Eggman.
Il sera vite révélé que les personnages ne combattent pas Eggman, mais une de ses créations qui a pris le dessus : Metal Sonic. En copiant les données génétiques de Froggy et Chocolat, ils récupèrent celles de Chaos, qui les a rencontrés dans Sonic Adventure, ce qui lui permet de récupérer sa capacité à se transformer en liquide. Il essayera de conquérir le monde et surtout de tuer Sonic, qu'il déteste plus que tout.
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