Keanu Reeves war lange Zeit ein beliebter Internet-Fancast für die Rolle von Shadow, noch bevor die Besetzung bestätigt wurde, und die Autoren sagten, sie hätten sich seine Stimme für die Figur bereits früh im Schreibprozess vorgestellt.
Regisseur Jeff Fowler sagte, dass Reeves' Leistung in den John-Wick-Filmen als ein 'perfektes, wenn auch unkonventionelles Vorsprechen' für Shadow diente, und er war überzeugt, dass das Team ihn auch dann besetzt hätte, wenn es John Wick nie gegeben hätte.
Jim Carrey erwog öffentlich, 2022 aus der Schauspielerei auszusteigen, und die Produzenten sagten, dass seine Rolle nicht neu besetzt würde, falls er das täte; Carrey sagte, er würde nur zurückkehren, wenn ihm ein 'mit goldenem Tinte geschriebenes Drehbuch' gegeben würde, woraufhin Fowler das Drehbuch tatsächlich in 24-Karat-Tinte drucken ließ, mit einem geschätzten Wert von etwa 100.000 Dollar.
Jim Carrey sagte offen, dass er zur Filmreihe teilweise deswegen zurückkehrte, weil 'ich eine Menge Sachen gekauft habe und ich brauche das Geld, ehrlich gesagt.'
Ayla Browne wurde als Maria Robotnik besetzt, weil sie zuvor in Filmen von George Miller mitgewirkt hatte, darunter Three Thousand Years of Longing und Furiosa: A Mad Max Saga.
Aufgrund des SAG-AFTRA-Streiks von 2023 begannen die Animationsarbeiten im September 2023, bevor die Live-Action-Aufnahmen mit den Schauspielern im November in London begannen.
Für seine Doppelrolle als Ivo und Gerald Robotnik verbrachte Jim Carrey drei Stunden in der Maske bei jeder Sitzung und half, seine eigenen Prothesen zu entwerfen, während Schauspieler Brendan Murphy die andere Figur außerhalb der Kamera mit einer vorgefertigten Sprach-Spur verdoppelte.
Aufgrund der Komplexität von Geralds Make-up konnte die Crew Carrey nicht an demselben Tag als beide Charaktere filmen, daher machten sie sich detaillierte Notizen und Panorama-Fotos des Sets, um visuelle Konsistenz sicherzustellen, wenn sie später die zweite Hälfte einer Szene filmten.
Die junge Schauspielerin Ayla Browne spielte ihre Szenen gegenüber einer physischen Shadow-Puppe, die von Puppenspielern bedient wurde, die einige seiner Repliklen improvisierten, anstatt mit einem Platzhalter-Tennisball wie andere Darsteller zu spielen.
Die Animation des Films wurde auf sechs verschiedene Studios verteilt (darunter Rising Sun Pictures, Rodeo FX, Industrial Light & Magic, Fin, Marza Animation Planet und ein unternehmensinternes Paramount-Team), was möglich war, weil das Studio die Charakter-Assets vollständig besaß, anstatt dass Anbieter sie kontrollierten.
Der Song 'Live & Learn' aus Sonic Adventure 2 wird als Riff eingeführt, das Maria zu Beginn auf der Gitarre spielt, tritt später als Leitmotiv von Shadow auf und erscheint später in Gesangsform während des klimaktischen Super-Sonic-gegen-Super-Shadow-Duells.
Der Film enthält eine Anspielung auf das virale TikTok-Meme 'Shadow loves Latinas', indem Shadow eine Telenovela im Universum namens La Última Pasión sieht und Gefallen an einer Figur namens Gabriella findet.
Die Autoren erwogen, Shadow die Zeile 'guns, lots of guns' als Hommage an Keanu Reeves' Charaktere Neo und John Wick zu geben, verwiesen am Ende aber auf Reeves' Film Speed, während sie Sonic und Shadows Duell so choreografierten, dass es den Kampf zwischen Neo und Agent Smith aus The Matrix nachahmt.
Der Film nimmt Handlungselemente aus den Videospielen Sonic Adventure 2 (2001) und Shadow the Hedgehog (2005) auf, wobei die Autoren bewusst bestimmte Spielelemente wie Marias Terminalerkrankung und die ARK-Raumstation verwarfen, um Marias 1970er-Jahre-Backstory des Films zu passen.
Sonic the Hedgehog 3 wurde zum erfolgreichsten Film der Filmreihe und war zum Zeitpunkt der Veröffentlichung der zweithöchst eingespielende Videospielfilm aller Zeiten, ein Rekord, der später im April 2025 von A Minecraft Movie gebrochen wurde.
Bis März 2025 hatte der Film Bruce Almighty (2003) überholt und war damit Jim Carreys erfolgreichster Film.
