O Death Egg do Dr. Robotnik pousou na Ilha Flutuante, assim chamada porque aproveita o poder das Esmeraldas do Caos para flutuar no ar. Robotnik precisa deles para consertar o Death Egg, então ele diz ao guardião da Ilha Flutuante, Knuckles the Echidna, que Sonic e Tails estão lá para roubá-los. Com Knuckles enganado e tentando parar os heróis a cada passo, eles conseguirão parar Robotnik a tempo?
Sonic the Hedgehog 3 é o terceiro da série de jogos Sonic. Tal como acontece com os jogos anteriores, é um jogo de plataforma de rolagem lateral baseado na velocidade. O jogo básico permanece o mesmo - os jogadores coletam anéis para ganhar vidas extras, que também são usadas para proteção, e se espalham por toda parte quando Sonic é ferido. Sonic pode pular sobre os inimigos para derrotá-los e Spin Dash mantendo pressionado o botão de pular e depois soltando-o.
Uma novidade no Sonic 3 são três tipos diferentes de escudos - o Escudo de Fogo (que protege você do fogo, mas desaparece se você entrar na água), o Escudo de Água (que permite que você respire debaixo d'água infinitamente) e o Escudo Elétrico (que puxa anéis próximos em sua direção). ). Sonic pode usar habilidades extras quando tiver esses escudos pressionando o salto enquanto estiver no ar - seja uma bola de fogo horizontal, um salto de bolha vertical ou um salto duplo elétrico. Caso Sonic não tenha nenhum escudo ativo, ele pode ativar um breve escudo de energia, também pressionando pulo no ar. Tails não pode usar as habilidades especiais dos escudos, mas ele pode voar ou remar como um cachorro (na água) por um tempo limitado. Ele também pode carregar Sonic com ele enquanto faz isso.