Natomiast rozgrywka w tybie „klasycznym” oparta jest na pierwszych, dwuwymiarowych grach z serii, takich jak Sonic the Hedgehog na konsolę Mega Drive.
Podczas rozgrywki gracz zdobywa punkty, które mogą zostać wydane w specjalnym sklepie, aby ulepszyć zdolności Sonica. Zdolności te można łączyć w „zestawy”, których można mieć maksymalnie pięć i dobierać je w zależności od poziomu lub stylu gry.
Wersja na Nintendo 3DS znacznie różni się od wersji na konsole i zawiera inny zestaw poziomów. Rozgrywka bardziej przypomina tę znaną z Sonic Rush i oferuje tryb wieloosobowy, niedostępny w grze w wersji na konsole. Wszystkie poziomy w trybie „klasycznego Sonica” są zrekonstruowane w taki sposób, aby ich struktura była identyczna z oryginalną wersją plansz, wraz z rozłożeniem przeciwników i pierścieni.
Poziomy Motywem przewodnim gry jest obecność poziomów z poprzednich gier z serii Sonic the Hedgehog.