O SegaSonic Cosmo Fighter Galaxy Patrol é um passeio arcade de tiroem 2D visto de uma perspectiva de cima para baixo. O armário de tamanho familiar é projetado como uma nave espacial com a característica do armário tremendo durante o passeio. O quadro de armários tem dois botões para armas dispararem projéteis ou foguetes teleguiados e uma alavanca rotulada "SPEED UP", que inclina todo o percurso. Há também um joystick regular no lado esquerdo da prancha que manobra o navio, que também pode inclinar o gabinete. Depois de inserir a moeda, Sonic faz um discurso ao jogador e entra na nave espacial vermelha que é lançada da estação de patrulha galáctica da Terra para o espaço. Logo depois, o Dr. Eggman aparece em uma pequena cápsula espacial para implantar bombas e obstáculos em Sonic. Destruir bombas e obstáculos recompensa o jogador com estrelas. Depois de chegar à estação espacial, Eggman atacará com sua cápsula espacial disparando projéteis ou mirando na nave espacial do Sonic depois de acertar um dos três golpes. Se o jogador derrotar Eggman, o médico recua e retorna com uma grande armadura espacial verde em sua cápsula. O jogador tem que destruir os braços da armadura espacial antes de terminá-lo. Se o jogador conseguir destruir a armadura espacial de Eggman, o jogador é recompensado com uma atualização de nave e Sonic salvou os amigos animais enquanto Eggman voa para longe. Dependendo de quão bem o passeio foi concluído, o passeio de arcade recompensa o jogador com uma certa quantidade de estrelas de uma a cinco.