Após o lançamento de Sonic 2: O Filme (2022), Jim Carrey anunciou que estava pensando em se aposentar e disse que só voltaria a atuar se "os anjos trouxessem algum tipo de roteiro escrito em tinta dourada que me dissesse que seria muito importante para as pessoas verem". Os produtores Neal H. Moritz e Toby Ascher declararam que o papel de Carrey como Dr. Robotnik não seria reformulado se ele seguisse com seus planos, mas permaneceram esperançosos de que ele estaria disposto a continuar o papel se o roteiro fosse satisfatório para ele. Eles eventualmente enviariam a ele um roteiro para este filme impresso com tinta de 24 quilates. Em fevereiro de 2024, ele foi confirmado para reprisar seu papel, tornando-se a primeira vez que Carrey estrelou mais de dois filmes como o mesmo personagem.
Os cineastas dos filmes anteriores mencionaram jogar Sonic Adventure 2 (2001) e o jogo solo Shadow the Hedgehog (2005) para inspiração. O filme também é inspirado por elementos narrativos da série animada de televisão Sonic, o Ouriço (1993) das manhãs de sábado.
De acordo com o diretor Jeff Fowler , Keanu Reeves fez "pesquisa" sobre Shadow the Hedgehog porque queria criar uma "versão fiel" do personagem.