Sonic Mania é um jogo de plataforma de rolagem lateral que presta homenagem aos jogos originais do Sega Genesis Sonic the Hedgehog. Os jogadores escolhem entre Sonic, Tails ou Knuckles, cada um com habilidades únicas, e aceleram por 13 zonas que incluem fases redesenhadas de jogos anteriores ao lado de níveis originais. O jogo apresenta estágios especiais para coletar Esmeraldas do Caos, ataque de tempo com tabelas de classificação online e multijogador competitivo em tela dividida.

Após os eventos de uma aventura anterior, Sonic e Tails detectam um poderoso sinal de energia na Ilha dos Anjos e voam para investigar. Dr. Os robôs de elite de Eggman, os EggRobos, chegam primeiro à fonte, uma pedra preciosa mágica chamada Rubi Fantasma, e são transformados por seu poder nos Hard-Boiled Heavies. A joia deforma Sonic, Tails e o guardião da ilha Knuckles em territórios familiares enquanto correm para impedir Eggman de aproveitar as habilidades de flexão da realidade do rubi. Com os Hard-Boiled Heavies perseguindo suas próprias ambições e Eggman planejando usar o Rubi Fantasma para retomar o controle do Pequeno Planeta, o trio deve perseguir o médico zona após zona antes que seus planos possam ser realizados.