Nel 1974, un meteorite precipita in Oklahoma, trasportando con sé un riccio alieno di nome Shadow. Il meteorite viene sequestrato dai militari e Shadow è sottoposto a esperimenti condotti da Gerald Robotnik in una struttura segreta del Guardian Units of Nations (G.U.N.). Durante il periodo nella struttura, Shadow sviluppa un forte legame con Maria, la nipote di Gerald.
Una notte, Gerald, Maria e Shadow cercano di fuggire dalla struttura per evitare che Shadow venga preso. Tuttavia, Maria muore accidentalmente in un’esplosione. La struttura viene abbandonata, Gerald imprigionato, e Shadow messo in animazione sospesa. Cinquant’anni dopo, un attacco informatico ai sistemi di una prigione di G.U.N. libera Shadow, che si risveglia dal suo contenitore di sospensione e lascia la struttura, dirigendosi verso Tokyo.
Il Conflitto tra Shadow e Team Sonic
A Green Hills, Montana, Sonic, Tails e Knuckles partecipano a una corsa, ma presto scoprono che è una scusa per celebrare il “B-Earth-Day” di Sonic. Durante la festa, il direttore Rockwell di G.U.N. arriva per chiedere il loro aiuto contro Shadow. Team Sonic si reca a Tokyo e si scontra per la prima volta con Shadow, che li sconfigge facilmente. Dopo un secondo tentativo fallito, Team Sonic si riunisce con il comandante Walters, ma vengono attaccati dai droni di Robotnik. Walters, ferito mortalmente, consegna una chiave a Sonic.
Nel frattempo, Shadow esplora i resti della struttura di G.U.N. e scopre il piano del professor Gerald per attivare l’Eclipse Cannon, un’arma orbitale capace di distruggere qualunque punto sulla Terra. Team Sonic decide di infiltrarsi nella sede centrale di G.U.N. a Londra con l’aiuto di Tom e Maddie. Tuttavia, Shadow li sorprende, attacca Tom e si impossessa della seconda chiave, mentre Sonic si trasforma in Super Sonic per affrontarlo.
La Battaglia Finale e il Sacrificio di Shadow
Sonic e Shadow si affrontano in uno scontro intenso, culminando in un combattimento sulla Luna. Durante la lotta, Sonic convince Shadow a riflettere sulla sua vendetta e a unirsi per fermare Gerald. Sull’Eclipse Cannon, Gerald rivela il suo piano di distruggere la Terra. Suo figlio Ivo cerca di fermarlo e lo getta nel reattore dell’arma. Sonic e Shadow combinano le loro forze per deviare il raggio, che colpisce la Luna, spaccandola in due.
Shadow si sacrifica per spostare l’Eclipse Cannon lontano dalla Terra, mentre Ivo fa un ultimo discorso d’addio a Agent Stone prima dell’esplosione. Alla fine, Sonic si riconcilia con Tails e Knuckles. Durante una corsa, Sonic viene attaccato da un esercito di Metal Sonic, ma Amy Rose arriva per salvarlo. Una scena post-crediti mostra Shadow, sopravvissuto, che raccoglie una delle sue bande limitatrici.