Retomando los eventos sucedidos en la primera película, el Dr. Robotnik (interpretado cómicamente desbordado por Jim Carrey) planea regresar al planeta Tierra luego de haber estado varado durante tres meses en un planeta lleno de hongos como resultado de su derrota contra el erizo supersónico. No sólo esta vez está más loco que antes, sino que también lo acompaña un nuevo compañero, Knuckles (Idris Elba), un equidna rojo formidable de gran espíritu guerrero, con el cual se podrán en búsqueda de una esmeralda que le permitirá conseguir el poder supremo para poder conquistar el mundo. Mientras tanto, Sonic (Ben Schwartz), bajo el cuidado de su familia adoptiva, el policía Tom (James Marsden) y su esposa Maddie (Tika Sumpter), está listo para tener más libertad y poder demostrar que tiene el material para convertirse en un justiciero. Con el retorno de Robotnik, ahora conocido como Dr. Eggman, llega la prueba de fuego, la cual le permitirá a Sonic darse cuenta si tiene la capacidad de ser un verdadero héroe. Su llegada coincide con la de Tails (Colleen O'Shaughnessey), un zorro amarillo de dos colas, admirador del erizo corredor al que ya venía siguiendole el rastro, y con el cuál entablará una dinámica y cómplice amistad. Sonic y Tails se embarcarán en una aventura para encontrar la esmeralda antes de que caiga en las malas manos de Robotnik.
Bajo la dirección de Jeff Fowler, Sonic 2 apuesta a un público mucho más jóven que los fanáticos adultos del erizo supersónico. Más allá de que en algunos momentos hace referencias al universo del videojuego, éstos se dejan de lado para dar lugar a un humor más simple y físico, de vez en cuando efectivos. Sin embargo, quienes hayan adorado la primera película, van a ser más indulgentes con la secuela, y disfrutarán de esta nueva alocada aventura del mítico personaje de SEGA.
