Доктор Роботнік виявив птахів, званих Фліками, які живуть на острові в альтернативному вимірі. Дізнавшись, що вони можуть подорожувати в будь-які місця за допомогою великого кільця, він вирішив використати їх, перетворивши на роботів, щоб полегшити пошуки смарагдів Хаосу[da]. Сонік, відвідуючи острови Фліків, побачив, що Роботнік побудував базу на острові і використовує Фліків для створення роботів. Він вирішує звільнити Фліків та завадити Роботніку відшукати смарагди.
По грі треба звільняти Фліків із роботів-ворогів, які на них працюють, і відводити їх усіх до кільця. У третьому акті кожного рівня потрібно битися з Доктором Роботніком.
Зони
Green Grove Zone (укр. Зона Зеленого Гаю) — класична рослинна місцевість з пальмами, річками і мостами, схожа на «Green Hill Zone» з Sonic the Hedgehog і на «Emerald Hill Zone» з Sonic the Hedgehog 2.
Rusty Ruin Zone (укр. Зона Іржавих руїн) — руїни стародавнього міста. За стилем — суміш античності та середньовіччя. Нагадує зону «Marble» з Sonic the Hedgehog.
Spring Stadium Zone (укр. Зона Стадіону пружин) — стадіон з безліччю пружин-спрінгів, місцями нагадує пінбольний автомат.
Diamond Dust Zone (укр. Зона Алмазного пилу) — засніжена гора. Тут можна побачити вморожені в стіни скелети істот, схожих на динозаврів.
Volcano Valley Zone (укр. Зона Вулканічної долини) — вулканічна місцевість з річками лави.
Gene Gadget Zone (укр. Зона Генного пристосування) — лабораторія доктора Еггмана.
Panic Puppet Zone (укр. Зона Лялькової паніки) — гігантська статуя Еггмана, всередині якої чекає битва з самим доктором.
Сюжет Sonic 3D Blast був адаптований у коміксах Sonic the Hedgehog від «Archie Comics» (Specials № 8 Sonic Blast), та № 104–106 коміксів Sonic the Comic від Fleetway Editions.
