Il terzo capitolo è stato annunciato ufficialmente nel febbraio 2022 durante un evento per gli investitori di ViacomCBS, ancora prima dell'uscita del secondo film.

La sceneggiatura attinge fortemente dai videogiochi Sonic Adventure 2 (2001) e Shadow the Hedgehog (2005), cercando un tono più cupo pur restando un film per famiglie con rating PG.

Gli sceneggiatori avevano scritto una versione dell'introduzione di Amy Rose nella scena post-credit più orientata verso una trama per un quarto film, ma alla fine hanno scelto di renderla solo un teaser.

Jim Carrey aveva minacciato di ritirarsi dalla recitazione, e i produttori avevano dichiarato che il ruolo di Robotnik non sarebbe stato ricast se l'attore si fosse ritirato davvero; Carrey ha scherzato dicendo che sarebbe tornato solo se gli avessero portato uno script scritto 'in inchiostro dorato'.

Il regista Jeff Fowler ha fatto stampare in inchiostro dorato a 24 carati una copia dello script, per omaggiare la battuta di Carrey, un oggetto che secondo le sue stime varrebbe circa 100.000 dollari.

Keanu Reeves era da tempo un fancast molto popolare tra il pubblico per il ruolo di Shadow, e gli sceneggiatori lo avevano già in mente come voce del personaggio fin dalle prime fasi di scrittura.

Alyla Browne è stata scelta per il ruolo di Maria Robotnik grazie alle sue precedenti interpretazioni in film di George Miller, tra cui 'Tre migliaia di anni di nostalgia' e 'Furiosa: A Mad Max Saga'.

A causa dello sciopero SAG-AFTRA del 2023, le riprese dei personaggi animati sono iniziate a settembre 2023, mentre quelle con gli attori dal vivo sono cominciate solo a novembre a Londra.

Per interpretare il doppio ruolo di Ivo e Gerald Robotnik, Jim Carrey doveva passare tre ore al trucco ogni volta che impersonava Gerald, e ha contribuito personalmente a disegnare le protesi che indossava.

Durante le scene con entrambi i personaggi di Carrey, l'attore Brendan Murphy faceva da controfigura per il personaggio non interpretato in quel momento, un processo descritto come molto complesso perché Carrey doveva reagire a una traccia vocale pre-registrata dell'altro personaggio.

Non essendo fattibile girare Carrey nei panni di entrambi i personaggi lo stesso giorno per via della complessità del trucco, la troupe scattava fotografie panoramiche e prendeva appunti dettagliati sul set per garantire coerenza tra le riprese fatte in giorni diversi.

L'attrice Alyla Browne, nei panni di Maria, recitava le sue scene con un pupazzo di Shadow anziché con una semplice pallina da tennis come sostituto, con i pupazzari che improvvisavano alcune battute.

L'animazione del film è stata realizzata da un team interno di Paramount in collaborazione con cinque studi esterni (Rising Sun Pictures, Rodeo FX, Industrial Light & Magic, Fin e Marza Animation Planet), lavorando in parallelo anche alla serie Knuckles grazie alla proprietà interna degli asset digitali.

Il compositore Tom Holkenborg ha inserito nella colonna sonora il brano 'Live & Learn' dei Crush 40, tema di Sonic Adventure 2, che nel film viene introdotto come un riff suonato da Maria alla chitarra e diventa poi il leitmotiv di Shadow.

Il film include un riferimento al meme di TikTok 'Shadow loves Latinas', rappresentato dalla telenovela in-universe 'La Última Pasión' che Shadow guarda con interesse per il personaggio di Gabriella.

La coreografia del duello finale tra Sonic e Shadow è stata pensata come omaggio allo scontro tra Neo e Agent Smith in Matrix, in riferimento ai ruoli iconici di Keanu Reeves.

Il film è diventato il più grande successo al botteghino del franchise, incassando 492 milioni di dollari, e per un periodo è stato il secondo film tratto da un videogioco con maggiori incassi di sempre, prima di essere superato da 'A Minecraft Movie'.

Con questo film, Keanu Reeves ha superato i 3 miliardi di dollari di incassi complessivi al box office nordamericano nella sua carriera.