В історії команди Роуз, їжачиха Емі бачить в газеті фотографію Соника тримає чао Чоколов і жабеня Фроггі, вихованців кролиці Крим і кота Біга. Разом з ними вона відправляється на пошуки Чоколов і Фроггі. В історії команди Хаотікс, в детективне агентство, що складається з хамелеона Еспіо, крокодила Вектора і бджоли Чарми, приходить посилка з рацією всередині. По ній невідомий голос, обіцяючи гарну винагороду, пропонує Хаотікс виконати його місії. Незважаючи на передчуття Еспіо, команда вирушає в дорогу.
Ігровий процес
Sonic Heroes є тривимірний платформер, який має схожість з іншими іграми серії. Гравцеві потрібно дійти до кінця рівня, попутно знищуючи ворогів - роботів Доктора Еггмана. Він також повинен збирати кільця, розкидані по рівню. Якщо персонажу, яким керує гравець, буде завдано шкоди, то він втратить кільця; якщо ж при цьому у нього не було кілець, гравець втратить життя. Він також втратить її, якщо впаде в прірву; щоб збільшити кількість життів, гравець повинен зібрати мінімум 100 кілець.
Крім кілець гравець може збирати бонуси, що знаходяться в спеціальних коробках і кулях, або даються після знищення деяких противників. Залежно від бонусу, у гравця може додатися кількість кілець, підвищитися «рівень» якогось персонажа, на деякий час збільшитися швидкість, або невразливість. У нього також може з'явитися захист від ворогів, пропадає після одного нанесення шкоди персонажу, або автоматично заповнитися смуга «Team Blast».
На рівнях також зустрічаються висять в повітрі мішені, в які потрібно потрапити за допомогою літаючого персонажа. Це треба зробити з певної дистанції, інакше мішень закрутиться, показуючи, що треба відійти. Вони можуть використовуватися як кнопки, що активують що-небудь, або просто зустрічатися на шляху. При простому попаданні дається 400 очок і один з бонусів - 5 кілець, Командний вибух (призводить команду в готовність зробити цю атаку), або життя. При точному попаданні дається 1000 очок і 1 життя.
Крім того у верхньому правому куті екрану знаходиться смуга «Team Blast» (Командний вибух), що заповнюється в міру виконання певних дій. Після заповнення цієї шкали, гравець зможе скористатися особливою атакою, унікальною для кожної команди, яка знищує все навколо. Після цього смуга буде очищатися, за цей час гравцеві дається можливість виконати будь-які спеціальні дії. Як тільки шкала повністю очиститься, Командний вибух припиняється, і гравець знову може почати заповнювати смугу.
Всі види ворогів (крім носорогів, танків і босів) в залежності від потужності розрізняються за кольором. Зазвичай це червоний (найпростіший), сталевий або золотий (найсильніший) робот.
Супер складний режим
Після проходження кожного рівня і перемоги над босом гравцеві видається певний ранг (оцінка). Від гіршого до кращого: «E», «D», «C», «B», «A». Щоб «відкрити» супер складний режим, треба пройти всі рівні (і звичайні, і додаткові) на ранзі «А». Гра в цьому режимі можлива тільки за Команду Соника.
У Sonic Heroes дається можливість керувати однією з чотирьох команд, кожна з яких складається з трьох персонажів. Гравець повинен управляти одним з них, при цьому він завжди може змінити персонажа; контроль над іншими членами команди бере на себе комп'ютер.
Потужність атак персонажа залежить від, так званих «рівнів». У кожного персонажа їх три, не рахуючи початкового, і чим вище «рівень», тим могутнішою стає атака. «Рівень» можна підвищити, знайшовши відповідний бонус, який іноді можна отримати з убитих ворогів або доторкнувшись до Чекпойнт.