הסדרה מתמקדת בחבורת חיות מאונשות שעברו בטעות לכדור הארץ, לאחר ניסיון להצלת אחד מהחברים שלהן מאויבהן, דוקטור אגמן. מופרד מחבריו, סוניק הקיפוד ניצל על ידי ילד בשם כריס ת'ורנדייק, שעוזר לו למצוא את חבריו בזמן שהם נלחמים באגמן והרובוטים שלו על שליטה ביהלומי הכאוס (Chaos Emeralds) מלאי הכוח. הסדרה מבוססת בעיקר על משחקי הווידאו Sonic Adventure, Sonic Adventure 2 ו-Sonic Battle, ואף מפתחת עלילה משל עצמה בעונתה השלישית.
בישראל, הסדרה דובבה לעברית, והיא שודרה לראשונה בערוץ ג'טיקס בין 2004 ל-2008. בין 1 ביולי 2014 ל-14 במרץ 2015, עלו שתי העונות הראשונות של הסדרה לשירות ה-VOD של חברת HOT. בדצמבר 2019 עלו שתי העונות הראשונות של הסדרה לשירות הזרמת המדיהנטפליקס, עם כתוביות בעברית וללא העונה השלישית של הסדרה. החל משנת 2020, משודרת הסדרה בשידורים חוזרים בערוץ ג'וניור; העונה השלישית החלה את שידוריה בערוץ ב-6 ביוני2021.
עונות 1–2
העלילה מתחילה כאשר בעת ניסיון להציל את קרים הארנבת מידי דוקטור אגמן - סוניק וחבריו משוגרים מפלנטת מוביוס לכדור הארץ ביחד עם אגמן ומוצאים עצמם במרכז העיר סטיישן סקוור (Station Square) פרט לאגמן אשר משוגר לאי. בכדור הארץ סוניק פוגש בחור צעיר בשם כריס תורנדייק אשר מארח את סוניק וחבריו בביתו. כעת על סוניק וחבריו למנוע מדוקטור אגמן ועוזריו מלהשתלט על כדור הארץ ועל יהלומי הכאוס. העונה השנייה מספרת את סיפורי המשחקים Sonic Adventure ,Sonic Adventure 2 ו-Sonic Battle, אך סיום העונה מספר על פער בין ממדי המחייב את סוניק וחבריו לחזור למוביוס.
עונה 3
עונה 3 היא בעלת סיפור עצמאי שלא מתקשר למשחקי סוניק הקיפוד. בעונה זו, סוניק נלחם ברובוט חייזר מסתורי בשם "האלון האפל" (Dark Oak). כאשר בידיו כל יהלומי הכאוס, סוניק לא מצליח להביס את האלון האפל, ולכן מפזר את יהלומי הכאוס ברחבי היקום וחוזר למוביוס. באותו ערב, כשיש כוכבים נופלים, חבריו של סוניק מגלים את קוזמו, חייזרית בעלת מראה של צמח שבאה לחפש את סוניק הקיפוד, האחד שיכול לשלוט ביהלומי הכאוס, כדי שיוכל להביס את המטארקס, רובוטים חיזריים בהנהגת האלון האפל, המתכננים להוציא מכל כוכב ביקום את ביצת הכוכב, שבלעדיה הכוכב לא יוכל להתקיים. כשמתגלה שסוניק פיזר את יהלומי הכאוס ברחבי היקום, סוניק וחבריו יוצאים למצוא את יהלומי הכאוס ברחבי היקום על הטייפון הכחול בעזרתו של כריס, שמצליח להגיע למוביוס. סוניק וחבריו גם מצילים את הכוכבים בהם נחתו, כגון הובידון, בו הם מגלים ששאדו הקיפוד השחור חזר לחיים, מרמולים ועוד. ביפן הפרקים של עונה זו מעולם לא שודרו בטלוויזיה, אך הופקו על ידי הסטודיו של סוניק X. הפרקים ביפנית נמצאים על דיסקים מסוג VCD, הכולל בו את הפרקים בסינית ויפנית וכתוביות רק בסינית.
סוניק הקיפוד (יפנית: ג'וניצ'י קאנמארו, אנגלית: ג'ייסון גריפית', עברית: עידו מוסרי) - הגיבור הראשי בסדרה. קיפוד כחול דמוי אנוש אשר מסוגל לרוץ במהירות עצומה. השתתף בקביעות בהרפתקאות בניסיונות להציל את העולם מד"ר אגמן. מסוגל לקבל כוח מיהלומי הכאוס (Chaos Emeralds) שאם הוא אוסף את כולם הוא מקבל הרבה כוח והופך לסופר סוניק שמסוגל לרחף באוויר במהירות עצומה. סוניק מקבל גם כוח מהטבעות שבעזרתם הוא מסוגל לעשות את הגלגול המהיר, חברו הטוב של טיילס וחבר טוב גם של כריס, נאקלס, איימי, קרים וקוזמו. הוא וחבריו גרים בביתו של כריס ואוהב הרפתקאות וספורט בזמנו הפנוי. אוהב לנוח על מקומות גבוהים כמו גג הבית של כריס, אוהב פעילויות ספורט אקסטרים ויש לו נעליים בצבעים אדום לבן.
מיילס "טיילס" פראוור (יפנית: ריו הירוהאשי, אנגלית: איימי פאלאנט, עברית: יפה גבאי) - הדמות הראשית השנייה בסדרה, שועל צהוב. מכונאי מיומן אשר הוא חברו הטוב ביותר של סוניק ועוזר לו בהרפתקאותיו יחד עם המטוס שלו - הטורנדו. יכול לעוף בעזרת שני זנבותיו. עובד בקביעות עם סוניק ועוזר לו בהרפתקאותיו.
נאקלס הקיפודן(יפנית: נובוטושי קאנה, אנגלית: דן גרין, עברית: מירון אהרונוביץ) – הדמות הראשית השלישית בסדרה, קיפודן אדום. השומר של יהלום העל (Master Emerald) ומחפש אוצרות מומחה. גר באי המלאכים ומשתף פעולה עם סוניק ועוזר לו בהרפתקאותיו. נאקלס הוא מתאגרף מקצועי ולעיתים משתמש בצבתות שלו שקיבל מהוק בעונה הראשונה. ניסה באופן קבוע ליצור בקרת כאוס כדי שיוכל לחזור אל אי המלאכים שאינו שוגר בהתחלה לכדור הארץ, אך בסוף העונה הראשונה אי המלאכים שוגר אל כדור הארץ ונאקלס המשיך בתפקידו כשומר של יהלום העל. וכשהאי שוגר כאוס הגיע אל האי וריסק את יהלום העל, ונאקלס הצטרף אל סוניק והחבורה ויצא לחפש שוב את החלקים של היהלום וגם עזר לסוניק להילחם נגד כאוס. סוניק ונאקלס ביחד חיסלו בקלות את כאוס, אבל לאחר מכן כשיהלום העל חזר לאי המלאכים נאקלס מצא את עצמו בהרפתקה חדשה לצידו של סוניק כאשר רוז' גנבה את יהלום העל מאי המלאכים והביאה אותו אל ד"ר אגמן למושבת החלל ארק, ונאקלס נסע עם סוניק והחבורה אל מושבת החלל כדי לקחת את יהלום העל. לאחר מכן היה עם סוניק ושאדו כשניסו לעצור את יהלומי הכאוס ואת מושבת החלל מלהתנגש בכדור הארץ. בעונה 3 החבורה בהנהגת סוניק ונאקלס יוצאת להרפתקה חדשה נגד המטארקס ויהלום העל נמצא בטייפון הכחול כדי לחזק את החללית. בפרק האחרון כשיהלום העל מתפוצץ בגלל העוצמה שנוצרה בקרב האחרון נגד המטארקס, נאקלס משאיר את החתיכות של היהלום כמו שהם ואינו משלים אותו.
איימי רוז (יפנית: טאאקו קאוואטה, אנגלית: ליסה אורטיז, עברית: ליטל וידבסקי (עונות 1–2), דנה רישפי (עונה 3)) - קיפודהורודה אשר מאוהבת בסוניק ומנסה לזכות בליבו. משתמשת לעיתים תכופות בפטיש שלה.
קרים הארנבת (יפנית: סיאקה אאוקי, אנגלית: רבקה הוניג, עברית: אורלי תגר) - ארנבת בצבע קרם. קרים היא חלק מהחבורה, ויש לה צ'או מחמד בשם "צ'יז". תמימה מאוד. בפרקים בסדרה המבוססים על המשחק Sonic Battle, קרים וצ'יז פוגשים רובוט כתום בשם אמרל, שעוזר להם בטורנירים להשגת יהלומי הכאוס ויכול להעתיק את כוחות יריביו. כשהשיג את יהלום הכאוס האדום, אמרל השתגע וסוניק וחבריו ניסו לעצור אותו. רק קרים וצ'יז הצליחו לעצור אותו ובעטו אותו למים. שם אמרל העתיק את היכולת של קרים לבכות, ודמעות ירדו מעיניו (בגרסאות היפנית והצרפתית, הדמעות היו משמן, אך בשאר העולם, הן היו דמעות רגילות). כמו איימי, קרים היא אחת החברות הטובות ביותר של קוזמו.
צ'יז הצ'או (יפנית: ריו הירוהאשי, אנגלית: רבקה הוניג) - צ'או המחמד של קרים. לא משנה לאן קרים תלך, צ'יז ילווה אותה בדרכה. מתקשר באמצעות המילה צ'או (לא כולל הגרסה הצרפתית, בה הוא מדבר צרפתית במקום המילה צ'או).
שאדו הקיפוד (יפנית: קוג'י יוסה, אנגלית: ג'ייסון גריפית', עברית: ירון חי מנשה) - קיפודשחור. נוצר על ידי הסבא של דוקטור אגמן - פרופסור ג'רלד רובוטניק 50 שנה לפני עלילת הסדרה, כפרויקט "צורת החיים האולטימטיבית", כדי לרפא את נכדתו - מריה רובוטניק. כשמתגלה פרויקט זה על ידי יחידות האומה הממשלתיות, הם מנסים לעצור פרויקט זה מחשש להרס הכוכב, ולכן מחייבים אותו להישאר בקפסולה שלו. כשמריה הלכה לשחרר את שאדו מהקפסולה, היא נהרגה על ידי סוכן של יחידות האומה הממשלתיות, רגע אחרי ששחררה את שאדו, אשר מחפש נקמה על מותה. 50 שנה לאחר מכן, ד"ר אגמן משחרר את שאדו מהקפסולה, ושאדו עוזר לו להשתלט על כדור הארץ, במטרה לנקום את מותה של מריה. כריס עזר לו להיזכר במשאלה האמיתית של מריה - שיהיה שלום בעולם, וכשכריס הזכיר לו את משאלתה של מריה היה נראה כי שאדו אוהב את מריה, וכתוצאה מכך הוא מקריב את עצמו ועוזר לסוניק להביס את Biolizard, אב הטיפוס של פרויקט "צורת החיים האולטימטיבית". בעונה 3, מתגלה שאחרי הקרב במושבת החלל ארק, שאדו היה בקפסולה בחללית של אגמן. אגמן ידע את זה אך לא העיר אותו כי בתוך הקפסולה היו קרני לייזר שמטשטשים את הזיכרון ואגמן לא רצה ששאדו ייצא וייזכר בהבטחה שלו למריה שיהיה שלום בעולם. לכן כשהקפסולה מתפוצצת שאדו יוצא אך לא זוכר מי הוא ולכן הוא שוב עובד לכאורה עבור אגמן. הוא וסוניק אוספים פעם נוספת את שבעת יהלומי הכאוס ונלחמים בחיילי המטארקס. לאחר מכן הם נאבקים אחד בשני במטרה לזכות ביהלומים, אך הם מתפזרים שוב. בפרק 68 שאדו פוגש את צבא Cascade שנלחמים נגד המטארקס וביניהם חיילת בשם מולי. שאדו מציל אותה מהמטארקס וכך כנראה מקבל כמה מזיכרונותיו בחזרה בגלל הדמיון שלה למריה. בהמשך הוא פוגש את ליאון ושאר חיילי Cascade שאומרים לו שעליו להביס את המטארקס. לאחר מכן בפרק 73 שאדו מחליט לחסל את קוזמו בגלל שבב הריגול של המטארקס אשר מוסתר בגופה שאם הוא יוסר קוזמו עלולה לאבד את הראייה והשמיעה שלה. אך טיילס, נאקלס וסוניק לא נותנים לו ומתעמתים איתו כדי למנוע ממנו לפגוע בה. בסוף הסדרה הוא וסוניק ביחד מקבלים שוב את עוצמת שבעת היהלומים כדי להביס את הנובה הסופית של המטארקס שהופכים למפלצות. ביחד עם סוניק הם מצליחים לנצח את האלון האפל בתותח הקולי של סוניק כשטיילס משגר אותם, ואז הוא וסוניק יוצרים בקרת כאוס כדי להחזיר את ביצות הכוכב למקומן המקורי. בסוף הסדרה שאדו חוזר שוב לקפסולה של אגמן.
רוז' העטלפה (יפנית: רומי אוצ'יאי, אנגלית: קרן מנואל, עברית: נורית בנאי קורן) - עטלפה שרוצה להשיג יהלומי כאוס וכן יהלומים בכלל. לעיתים מפלרטטת עם נאקלס, עובדת עם הממשלה ושותפתה של טופז הבלשית.
טופז הבלשית (יפנית: יוקארי היקידה, אנגלית: קייזי רוג'רס, עברית: טליה ברקאי) - עובדת עם רוז' בממשלה, חברתה של רוז' אך מקנאת בה מפני שרוז' היא הכי מגניבה בצוות, מחבבת את מר טנקה.
הנשיא (יפנית: טומוהיסה אסו, אנגלית: אד פאול, עברית: עמי מנדלמן) - משגיח על העיירה, בתקיפותיו של אגמן שולח את טופז ורוז' לתקיפה. לא מהווה דמות כה חשובה בסדרה אך חלק בלתי נפרד ממנה.
דוקטור אגמן (בגרסה הצרפתית דוקטור רובוטניק) (יפנית: צ'יקאו אוטסוקה, אנגלית: מייק פולוק, עברית: צביקה שוורצברג) - הנבל הראשי של הסדרה. מדען מטורף אשר מטרתו היא להשתלט על כדור הארץ. בעונה 3 מצטרף למטארקס, אך לקראת סוף הסדרה מתגלה שהוא גונב מהם טכנולוגיה, ונכלא זמן קצר אחרי כן. מצליח להשתחרר פרק לאחר מכן, ועוזר לסוניק להביס את המטארקס. בעל רובוטים עוזרים בשם דיקו ובוקו (ביקו בגרסה העברית), ובוקון, רובוט המעביר הודעות (מכונה מסנג'ר רובו ביפנית). בגרסה היפנית בעל צחוק שמהווה כסימן היכר בשבילו. משתמש בקלפים כדי לזמן רובוטים.
דיקו ובוקו (ביקו בדיבוב העברי) (יפנית: קן ימאגוצ'יובין שימאדה, אנגלית: אנדרו ראנלסודארן דאנסטאן, עברית: עידו פרמון) - שני רובוטיו של דוקטור אגמן, עובדים אצלו בחינם ובלי חופשות אך ורק מפני שהוא יצר אותם (שכן טיפשי ליצור רובוטים משרתים בעלי רגשות בעקבות יכולתם להתמרד). דיקו הוא רובוט גבוה רזה וצהוב וביקו נמוך שמן ואפור (עיצובם מבוסס על עיצוב שני רובוטים בשם "אומגה" ו"אפסילון" מהאנימה Kinkyū Hasshin Saver Kids, שגם נוצרה על ידי הסטודיו TMS). לרוב חושבים על אותו הדבר. בסוף פרק 48 מתפטרים מלעבוד את אגמן ועברו לעבוד אצל משפחת ת'ורנדייק, שכן שם הם קיבלו שכר וחופשות אך בסוף פרק 49 חזרו לדוקטור אגמן כאשר כריס התעמת מולו (האשים אותו בעצירת הזמן). כשד"ר אגמן נכלא אצל המטארקס, דיקו וביקו עזרו לו להשתחרר באמצעות היכולת שלהם להשתלב. בגרסה היפנית לעיתים שוברים את הקיר הרביעי בכך שהם מודעים שהם בסדרה. הם אינם מופיעים במשחקי סוניק.
בוקון (בגרסה היפנית ידוע גם כמסנג'ר רובו) (יפנית: יומיקו קוביאשי, אנגלית: אנדרו ראנלס, עברית: איילת לוין) - רובוט שחור שעובד אצל דוקטור אגמן, לרוב מעביר לסוניק וחבריו הודעות מתפוצצות מדוקטור אגמן. בעל קול צווחני (לא כולל הגרסה היפנית). בגרסה היפנית נוהג לקרוא לאנשים שהוא פוגש Baka (אידיוט ביפנית).
מר סטיוארט (יפנית: מיצ'יו נאקאו, אנגלית: אנדרו ראנלס, עברית: גיורא קנת) - מורו של כריס וחבריו דני, פרנסיס והלן בחשאי לרגל אחרי כריס על מנת למצוא את סוניק (בעונה הראשונה), בעונה השנייה מתפטר מתפקיד המורה ועובר לתפקיד עוזר כתב של הכתבת סקרלט גרסיה ובהמשך העונה השנייה למרגל שמרגל אחר ד"ר אגמן.
הכתבת סקרלט גרסיה (יפנית: יוקה שיאויאמה, אנגלית: אריקה שרודרומייגן הולינגסהד, עברית: טליה ברקאי) - כתבת המסקרת חדשות, בעיקר אודות קרבותיהם של סוניק וחבורתו וכן גם של הממשלה כנגד אגמן. בתחילת העונה השנייה עובדת עם מר סטיוארט אשר מצטרף לצוות החדשות על מנת לבדוק עם סקרלט רבות אחר פרויקט שאדו שסודותיו חבויים במושבת החלל ארק שאיימה להרוס את כדור הארץ לפי תוכניותיו של סבא של דוקטור אגמן - פרופסור ג'רלד רובוטניק.
כריסטופר "כריס" ת'ורנדייק (יפנית: סנאה קוביאשי, אנגלית: סוזן גולדיש (כריס הצעיר), מיכאל סינטרניקלאס (כריס המבוגר), עברית: איל כהן (כריס הצעיר), יובל סגל (כריס המבוגר)) - בנו בן ה-12 וחצי של מנכ"ל תאגיד בשם נלסון תורנדייק ושל שחקנית בשם לינדזי תורנדייק. הוריו לא מבלים זמן רב עמו בשל סגנון החיים העמוס שלהם ומשום כך הוא מבלה את רוב זמנו עם סבו צ'אק תורנדייק ועם המשרתים של המשפחה, מר טנקה ואלה. כריס הוא האדם הראשון אותו סוניק פוגש לאחר שכריס מציל אותו מטביעה בבריכה של ביתו. סוניק מתגורר באחוזה של כריס במשך רוב הסדרה, יחד עם חבריו. כריס מצטרף בקביעות להרפתקאותיו של סוניק במשך הסדרה. בעונה 3 תיקן את מכונת בקרת הכאוס, שצ'אק וטיילס בנו בעונה 2 על מנת להחזיר את תושבי מוביוס לפלנטת מוביוס. 6 שנים לאחר עזיבתו של סוניק משוגר למוביוס כאשר סוניק, טיילס, נאקלס, איימי, קרים, צ'יז וקוזמו עדים לזה אך מופיע שם בגיל 12 ולא 18 שכן 6 שנים בכדור הארץ הם 6 חודשים במוביוס ולכן הוא בן 12 ולא 18. עוזר לטיילס לנווט את הטייפון הכחול שכן הוא למד מכניקה מצ'אק וקראטה מטנקה.
מר טנקה (יפנית: נאוקי איממורה, אנגלית: דארן דאנסטאן, עברית: גיל קפטן) - המשרת הראשי אצל משפחת ת'ורנדייק, מבצע יותר מהרצוי ואף נהנה מכך. תפקידו בבית הוא רק לשמור על הכל כשורה אך במשימות הצלה מתברר שיודע לנווט חללית ויודע גם אמנויות לחימה אשר לימד את כריס קראטה לאחר עזיבתו של סוניק בחזרה למוביוס, מחבב את טופז. שמו בגרסה הצרפתית לעיתים מתחלף ל"אדוורד" (אף על פי שזה לא קורה בגרסה היפנית).
אלה (יפנית: קוג'ירה, אנגלית: מייק פולוק, עברית: יפה גבאי) - הטבחית והמשרתת המשנית אצל משפחת ת'ורנדייק, במהלך הסדרה מתחברת עם איימי ואף מלמדת אותה לבשל. ניתן לראות זאת בפרק האחרון, כשאיימי וקרים מביאים אוכל לטיילס ואיימי מזכירה אותה כשלימדה אותה מתכון לפאי (רק בגרסאות היפנית והצרפתית). בגרסה היפנית והצרפתית של פרק 45, אלה נלחמת נגד ביג החתול בזירה של פרקי Sonic Battle. היא רודפת אחרי ביג עם המחבט שלה, אבל פרוגי הצפרדע קפצ/ה עליה והיא התעלפה, למרות זאת, ביג לא ניצח מפני שהוא יצא מהזירה.
נלסון ת'ורנדייק (יפנית: קן ימאגוצ'י, אנגלית: טד לואיס, עברית: חיים הדר) - מנכ"ל תעשיות ת'ורנדייק בע"מ ואביו של כריס, לא מופיע הרבה בסדרה ואף חלק די נשכח ממנה.
לינדזי ת'ורנדייק (יפנית: נעמי שינדו, אנגלית: ג'ניפר C. ג'ונסון, עברית: ורד ינקו) - שחקנית קולנוע מפורסמת ואימו של כריס, כמו נלסון לא מופיעה הרבה בסדרה וגם חלק נשכח ממנה.
פרופסור צ'אק ת'ורנדייק (יפנית: בין שימאדה, אנגלית: ג'ק קוואס, עברית: יורם יוספסברג) - מכונאי מיומן כמו טיילס וסבו של כריס. שלא כמו אביו ואימו של כריס, צ'אק נחשב כדמות ראשית בסדרה.
הלן (יפנית: נוריקו הידאקה, אנגלית: איימי בירנבאום) - חברתו של כריס, בעלת קשיי הליכה ולכן נעה על כיסא גלגלים, מחבבת זוחלים וחרקים. באחד הפרקים היא וסוניק הגיעו לאי אשר הלן רצתה להגיע לשם מזמן עם הוריה אך לא הצליחה מעולם. בסוף עונה 2, כשכריס וחבריו בני 18, הלן מתאהבת בכריס ובניגוד אליו, יודעת לנהוג.
פרנסיס (יפנית: יוקה שיאויאמה, אנגלית: קרי ויליאמס, עברית: דון לני גבאי) - חברתו הנוספת של כריס, לבושה בבגד סרבל כתום עם בגדים לבנים מתחת.
דני (יפנית: נעמי שינדו, אנגלית: רחל ליליס, עברית: מתן חצרוני) - חברו של כריס, באחד מהפרקים המבוססים על המשחק Sonic Battle, נאלץ להילחם נגד כריס בטורניר אמנויות לחימה בעוד שהוא מוכן לקרב כריס הודה שהוא לא רוצה להיפגע ודני הסכים שלא לפגוע בו, אך תוכניתו של כריס הייתה בעצם להשאיר את דני פגיע ולתפוס אותו לא מוכן, ובאותו רגע כריס תקף ודני הפסיד. באחד הפרומואים של הסדרה (זה שמציג את נאזו), דני הוא דמות ראשית, בניגוד למה שהוא בסדרה, ואפילו עוזר לסוניק על הטורנדו.
סם ספיד (יפנית: סויצ'ירו טנקה, אנגלית: גרג אבבי, עברית: גלעד קלטר) - דודו של כריס, מכונה גם כוכב הכביש המהיר (בגרסה היפנית, יש לו מספר רב של כינויים, כגון סוניק בום ולאב אקספרס). מספר פעמים בסדרה מזמין את סוניק למרוצים על מנת להוכיח שאין יותר מהיר מסם אך למרות זאת תמיד מפסיד.
ביג החתול (יפנית: טקאשי נאגסאקו, אנגלית: פיט זארוסטיקה, עברית: עמי מנדלמן) - חתול גדול שהופיע בפרק הראשון ובפרקי Sonic Adventure בעונה 2. בפרקים אלו, הוא מחפש אחר פרוגי (קארו קון, צפרדע), הצפרדע החבר שלו.
E-102 גאמה (עברית: עדי וייס) - הרובוט של אגמן שיצר בפרקי Sonic Adventure (הרובוט האדום), נוצר יחד עם חבריו הרובוטים בטא (הרובוט השחור), דלתא (הרובוט הכחול), אפסילון (הרובוט הכתום) וזטא (הרובוט הסגול) כדי לשרת את אגמן. כשאגמן שלח את הרובוטים להביא אליו את פרוגי הצפרדע בגלל יהלום הכאוס שבלע, גאמה מצא את פרוגי, ואת שאר הרובוטים אגמן העלים. גאמה אומן על ידי אגמן להיות רשע, אך לאחר שהוא ראה בכלא את איימי ולילי הוא משחרר אותם ומבין שאגמן רשע ושהוא צריך לעזור לטובים. אחר כך גאמה הלך להציל את חבריו הרובוטים (כל רובוט במקום אחר), גאמה ראה שמחבריו יצאו חיות מחמד. לאחר מכן גאמה הבין שגם בתוך גופו יש חיית מחמד (הציפור הוורודה) אחותה של לילי, וגאמה הקריב את עצמו בשביל שהציפור תשתחרר.
פרוגי הצפרדע - צפרדע לא אנושית והחבר/ה הטוב/ה ביותר של ביג החתול. נאלץ לבלוע את כאוס, הצמיח זנב וחטף יהלום כאוס. ד"ר אגמן חיפש אחריו, ונמצא על ידי E-102 גאמה. ביג וכריס הצליחו לשחרר אותו ולאחר שסוניק הביס את כאוס, הוא חזר לנורמה (בלי זנב). צבעיו בסדרה הם ירוק עם פסים ירוקים כהים, אף על פי שבמשחקים צבע הפסים כתום.
כאוטיקס - סוכנות בלשים לא מוצלחת מהעולם של סוניק, שהופיעו בעונה השנייה בפרק 39, בו הם חיפשו את קרים בשביל אמה של קרים, וונילה הארנבת (שם זה לא מופיע בסדרה זו או במשחקים, אך מופיע בכרטיס המידע עליה בגרסה היפנית). הם גילו שהיא באחוזת ת'ורנדייק, וראו את סוניק. הם חשבו שסוניק חטף את קרים וניסו לרגל אחריו ללא הצלחה. כשהם נכנסו לאחוזה, סוניק הגיע לשם עם אמא של קרים וגילו שסוניק הוא לא החוטף. בעונה 3 מופיעים אף יותר, עוזרים להילחם במטארקס ומביאים ציוד לקרים וכריס. החברים בכאוטיקס הם:
ווקטור התנין (יפנית: קנטה מיאקה, אנגלית: ג'יימס קרטר קת'קארט, עברית: גלעד קלטר) - תנין מדבר ומנהיג סוכנות הבלשים "כאוטיקס". הוא זה שחשב שסוניק חטף את קרים וגרם לצוות שלו לעזור לו בכל מחיר. בעונה 3 היה צריך להביא חפצים לכריס, שהיה בעולם של סוניק, אך עשה עוד טעות: הוא חשב שהוא גם צריך להביא את קרים הביתה, והצליח לחטוף אותה (יחד עם קוזמו), והם רבו כשסוניק הגיע להחזיר את קרים וקוזמו. בפרק מאוחר יותר חשב שטיילס מסתיר את רגשותיו אל קוזמו וניסה יחד עם הכאוטיקס לאחד ביניהם. בסוף הסדרה, עזר לסוניק וחבריו להביס את המטארקס. רוצה להיות בלש מצליח כמו שרלוק הולמס וקולומבו (בגרסה היפנית והצרפתית, רוצה להיות כמו הבלש קונאן, עוד סדרת אנימה של הסטודיו TMS Entertainment).
אספיו הזיקית (יפנית: יוקי מאסודה, אנגלית: דייוויד ווילס, עברית: עפרון אטקין) - זיקית סגולה, היודע נינג'יטסו. אספיו הוא הרציני מבין חברי הכאוטיקס. כשהכאוטיקס חיפשו את קרים, ווקטור שלח את אספיו לראות מה קורה באחוזת ת'ורנדייק באמצעות הכוח שלו להיות בלתי נראה, אך נפגע מהפטיש של איימי (שלא בכוונה). אספיו עזר לכאוטיקס גם להביא חפצים לכריס, לאחד את טיילס וקוזמו וגם להילחם נגד המטארקס.
צ'רמי הדבורה (יפנית: יוקו טפוזוקה, אנגלית: איימי בירנבאום, עברית: נעמה אוזן) - דבורה אנרגטית שלעיתים משתמש בעוקץ שלו. עוזר לכאוטיקס במשימותיהם ולרוב מקשיב לווקטור. גם הוא עזר להילחם נגד המטארקס בסוף הסדרה.
כאוס - השומר לשעבר של יהלום העל, יהלומי הכאוס והצ'אויים, ביחד עם טיקל בעבר הציל את העולם משבט הקיפודנים (של נאקלס וטיקל) שניסו לגנוב את יהלומי הכאוס מהמזבח של יהלום הכאוס, אך אחרי זה הוא נהפך לפראי ושלילי במיוחד. אחרי זה הוא התחיל לעבוד עבור אגמן על מנת שיעזור לו להשתלט על סטיישן סקוור תוך כדי שאגמן יתן לו את 7 יהלומי הכאוס, שכן הוא גדל ומתחזק בכל פעם שהוא מקבל יהלום כאוס. בסוף הוא משיג את 7 יהלומי הכאוס אך סוניק אוסף גם הוא את 7 יהלומי הכאוס וכך נלחם בכאוס ומביס אותו וכאוס חוזר לצורתו המקורית וחוזר להיות טוב.
קוזמו (יפנית: אטסוקו קוזאקורה, אנגלית: איימי בירנבאום, עברית: מיה אלון) - חייזרית דמוית צמח מכוכב שהושמד על ידי המטארקס, שבאה לכוכב של סוניק על מנת לעזור לו להציל את היקום מהמטארקס. במהלך העונה השלישית היא וטיילס מתאהבים. לעיתים משתמשת בשמלת הצמח שלה בתור מצנח. בפרק 73 שאדו מנסה לחסל אותה כי בתוך הראש שלה מושתל שבב ריגול של המטארקס. אם שבב זה יוסר, קוזמו תאבד את הראייה והשמיעה שלה. לכן, סוניק וחבריו עוזרים לה להביס את המטארקס אחת ולתמיד. בפרק לפני האחרון, היא מתפתחת ומשתלבת עם האלון האפל, (שבאותו הפרק היה המטארקס היחיד שנשאר), וכך מחלישה אותו, כדי שסוניק ושאדו יוכלו להביס אותו. הם נכנסו לתותח הכוח הקולי (המנוע הקולי ביפן), אך זה כרוך במותה של קוזמו. כשטיילס לא מסוגל לירות בקוזמו, ד"ר אגמן והיא מנסים לשכנע אותו ומצליחים. מותה יגרום לזרעיה להתפזר ביקום וליצור את הזן שלה מחדש (בגרסאות היפנית והצרפתית זה לא קורה, וסוניק ושאדו עושים "שחזור כאוס" על מנת לשחזר את קוזמו לצורתה המקורית, אך גורמים לה להפוך לזרע). אחד הזרעים מגיע לסוניק, והוא מביא אותו לטיילס, שנוטע אותו וכנראה מוליד את קוזמו מחדש. אף על פי שקוזמו לא מופיעה במשחקים של סוניק, הזרע שננטע מופיע במשחק Sonic Chronicles: The Dark Brotherhood במעבדה של טיילס. ידועה ברחבי האינטרנט כקוזמו הסידריאנית (Cosmo the Seedrian).
הַמְטַארֶקְס (הַמְטַאלֶקְס ביפן) - רובוטים חזקים מאוד אשר מטרתם להשמיד את הכוכבים ביקום על ידי גנבת ביצת הכוכב, מקור הכוח של הכוכבים (המטרה האמיתית שלהם היא לעשות "חוק וסדר" ביקום בגרסה היפנית המקורית, על ידי כיבוש היקום). המטארקס משתמשים בספינת הצלקת (Scarship) כדי לטייל בין כוכבים ולהשמיד צבאות חוצניים. לצבא המטארקס חמישה מנהיגים, שלקראת סוף הסדרה מתגלה שהם הזכרים האחרונים מהזן של קוזמו:
האלון האפל (Dark Oak) (יפנית: ג'וג'י נקטה, אנגלית: מאט הוברמן, עברית: יורם יוספסברג) -היוצר והמנהיג הראשי של המטארקס, שרוצה להשתלט על ביצי הכוכבים של הכוכבים כדי לקבל כוח. בעברו, היה ידוע כלוקאס, העוזר של ארתייה (אנגלית: וורוניקה טיילור), מנהיגת הכוכב של קוזמו ואמה. באותו הזמן, הכוכב היה במלחמה עם צבאות חוצניים (שנראה כי ספינותיהם המרחפות הן מהכוכב Cascade), והזכרים בכוכב יכלו להפוך למפלצות דמויות דינוזאורים. הם השתמשו ביכולת זו להגן על הכוכב, אך זה כרך בחייהם, כי השינוי אורך רק מספר שניות ולאחר מכן, הזכר מת. מועצת הכוכב החליטה לברוח לכוכב אחר, אך לוקאס חשב להשיב מלחמה ולמצוא דרך להשאיר אותם בחיים. הוא מצא את ביצת הכוכב, שכשיינצל את כוחה, יגרום לשינוי של הזכרים להיות נצחי. השימוש בביצת הכוכב יוביל למותם של הצמחים וקריסת הכוכב. כשארת'יה גלתה זאת, היא וכל הנקבות מהכוכב ברחו והשאירו את הזכרים מאחור, ולוקאס והאחרים הפכו לדמויי רובוטים בגלל הכוחות של ביצת הכוכב, ומאז, הם משתמשים בביצי הכוכב של הכוכבים בהם פוגשים כדי לצבור כוח ולהשמיד את הכוכבים. צבעיו הם סגול כהה וירוק בהיר. כשסוניק ושאדו הביסו את האלון האפל הוא חזר לצורתו של לוקאס וחזר אל ארתייה.
האורן האדום (Red Pine) (יפנית: הוצ'ו אוטסוקה, אנגלית: ג'ונתן טוד רוס) - אחד ממנהיגי המטארקס שתמכו באלון האפל. כשסוניק וחבריו חיפשו את יהלומי הכאוס על הבסיס של המטארקס, האורן האדום הגיע עם ארמדת המטארקס שלו, והציג את עצמו בפני סוניק. האורן האדום הופתע מהיכולת של סוניק ושאדו להשתמש ביהלומי הכאוס וגרמו ליצירת שדה כוח חזק, האורן האדום ניסה לברוח משדה הכוח, אך לא היה מספיק כוח לספינתו לברוח, והוא הושמד על ידי שדה הכוח. בניגוד לשאר מנהיגי המטארקס, האורן האדום הוא דמות משנית. צבעיו הם ארגמן וכתום.
הנרקיס השחור (Black Narcissus) (יפנית: קן נאריטה, אנגלית: שון שמל) -הנרקיס השחור הוא מנהיג מטארקס שהופיע לאחר מותו של האורן האדום, ורוצה לנקום את מותו. כאשר האלון האפל הורה לו להשמיד את סוניק וחבריו על ידי ספינות המטארקס, הנרקיס השחור החליט קודם כל לבחון את יכולותיו של סוניק. הוא שלח מכתב לטייפון הכחול, בו פיתה את כריס וקוזמו לבוא לבסיס שלו, ושם הכה את כריס וגרם לו לעילפון (בגרסאות היפנית והצרפתית, הוא דקר את כריס). הוא שבה את כריס וקוזמו, והשתמש בהם כפיתיון להביא את סוניק. כשסוניק גילה זאת, הוא התעצבן והשתמש באנרגיה השלילית של יהלומי הכאוס כדי להפוך לסוניק האפל, שהשמיד את המטארקס האב-טיפוס החזקים, המטארקס הזהוב והכסוף, שנבנו כדי לבחון את יכולותיו של סוניק. סוניק וחבריו ברחו, וד"ר אגמן החליט לעזור למטארקס. לאחר מכן הוא הצטרף לעלה הדפנה החיוור, הזלקובה הצהוב וד"ר אגמן כדי לתקוף את סוניק וחבריו. לקראת סוף הסדרה, הנרקיס השחור הצטרף, לעלה הדפנה החיוור ולאלון האפל והפך יחד איתם ל"נובה הסופית" (Final Nova), והושמד גם בצורה הזאת. צבעיו של הנרקיס השחור הם אפור כהה וסגול.
עלה הדפנה החיוור (Pale Bay Leaf) (יפנית: ג'ורוטה קוסוגי, אנגלית: ג'ים נפוליטאנו) - מנהיג מטארקס שצבעיו הם ירוק חיוור וכחול כהה. כששאדו ורוז' פגשו את המחתרת (מולי, לאון ועוד), עלה הדפנה החיוור הכריח את המחתרת להצטרף אליו כדי שיחיו, ולאחר מכן בגד בהם. הוא זה שהבריח את מולי מהכוכב Cascade (בגרסאות היפנית והצרפתית, הרג את מולי), ואחר כך הצי שלו הושמד על ידי שאדו. בהמשך הוא ניסה לחסל את סוניק וחבריו, וכלא את אגמן על שגנב טכנולוגיה ומידע סודי מהמטארקס (אגמן הצליח להשתחרר לבסוף). עלה הדפנה החיוור, כמו הנרקיס השחור והאלון האפל, השתלב איתם והפך לנובה הסופית. גם הוא הושמד אחרי כן, מה שהשאיר את האלון האפל לבדו בנובה הסופית.
הזלקובה הצהוב (Yellow Zelkova) (יפנית: טקשי וואטאבה, אנגלית: טד לואיס) - אחד ממנהיגי המטארקס, וצבעיו הם צהוב חרדל וירוק כהה. לאחר מותו של האורן האדום, הזלקובה הצהוב אמר שבדרך כלל האורן האדום זהיר עם התוכניות שלו, ואז הורה לצבאו לעזוב בפקודתו. במלחמה הראשונה שלו עם סוניק ונאקלס, הזלקובה הצהוב הפסיד, פיתח יריבות עימם ונשבע לנקום. בפעם השנייה שנפגש עם סוניק וחבריו, הוא הגיע עם מגן מיוחד שחוסם את כל ההתקפות של סוניק וחבריו. סוניק וחבריו, במיוחד נאקלס הצליחו להשמיד את המגן באמצעות המחשבה המהירה של סוניק. כשהצליחו להתקיף את הזלקובה הצהוב, שריון הרובוט שלו הושמד, והתגלתה צורתו האמיתית: הוא ושאר מנהיגי המטארקס הם הזכרים האחרונים מהכוכב של קוזמו. הזלקובה הצהוב נלחם עם נאקלס ומצא את מותו בנפילה לבור לבה (בגרסאות היפנית והצרפתית נאקלס ניסה להציל אותו מהנפילה אבל לא הצליח).
נאזו - קיפוד בצבע תכלת חיוור שהופיע בפרומו היפני של סוניק X, בתמונה ללא קול. שמו הגיע מתמונה שלו באתר היפני של סגה, ששמה היה Nazo.jpg. פירוש המילה "נאזו" ביפנית הוא מסתורי, שכן לא ידוע עליו מידע מלבד התמונה, אך על פי טאקאשי איזוקה, נאזו הוא למעשה אב-טיפוס לא גמור לעיצוב של סופר סוניק בסדרה.
אמרל (Emerl) הגיזואיד - רובוט כתום מסוג גיזואיד שיכול להעתיק יכולות של אחרים. בפרקי Sonic Battle קרים מצאה והפעילה אותו. אמרל הוא בעצם רובוט שיצרו שבט הקיפודנים כדי להשיג את יהלומי הכאוס, אבל שכח את המטרה שלו. כשהשיג את יהלום הכאוס האדום הוא חזר למטרה הראשונית שלו שהיא להשמיד את סוניק, אבל השתגע ופגע באגמן. קרים וצ'יז הם היחידים שהצליחו לנצח אותו והטביעו אותו בים, שם הוא מחקה את היכולת של קרים לבכות. בגרסאות היפנית והצרפתית הדמעות היו משמן אבל בשאר העולם הדמעות היו רגילות.
יפן
ביפן, שודרה הסדרה ברשת TV Tokyo החל מה-6 באפריל2003. הסדרה הסתיימה ב-18 באפריל2005 לאחר שתי עונות. הצלחת הסדרה גרמה להפקת עונה שלישית, אך עונה זו לא שודרה ביפן כלל, עקב הביקורות השליליות שספגה. העונה השלישית של הסדרה החלה את שידוריה רק מעל עשור לאחר סיום השידור המקורי שלה, בין ה-25 במרץ ל-30 באפריל2020, בעקבות עליית סרט הקולנוע "סוניק - הסרט" ביפן.
ארצות הברית
בארצות הברית, הזכויות לשידור הסדרה נוהלו על ידי החברה 4Kids Entertainment. הפרקים נערכו מחדש עבור הדיבוב, ומספר חפצים, מקומות או דיאלוג במהלך הסדרה שונו מהגרסה המקורית; מספר עריכות נעשו בצורה ישירה (כגון אלימות או קללות), וכמה נעשו בעקיפין (כגון מוזיקה שהתנגנה במהלך הסדרה).
הסדרה שודרה לראשונה בערוץ פוקס ב-6 בספטמבר2003 במהלך רצועת השידור "FoxBox" (שלאחר מכן שונתה ל-"4KidsTV"). שבועיים לפני שידור הסדרה, ב-23 באוגוסט, הצצה לפרק הראשון של הסדרה שודרה בערוץ. השידור המקורי של הסדרה הסתיים ב-6 במאי2006, לאחר שלוש עונות, והחלה להיות משודרת בשידורים חוזרים בערוץ ב-5 במאי2007 עד ה-27 בדצמבר2008.
זכויות הסדרה נוהלו על ידי חברת סבן מותגים בין יוני 2012 ל-2014, בעקבות פשיטת הרגל של 4Kids Entertainment בעקבות תביעה משפטית. בהמשך, הוכרז כי רצועת השידור "Toonzai" תעבור מיתוג מחדש, תחת השם "Vortexx". "סוניק X" שודרה במהלך הרצועה החל ה-6 באוקטובר 2012, עד ה-27 בספטמבר 2014, עם הפסקת רצועת השידור.
בין היתר, תקליטורים של הסדרה הופצו בין 2004 ל-2009 על ידי FUNimation Entertainment. החל מ-2015, זכויות הסדרה עברו לידי Discotek Media, ששחררה אוסף של שתי העונות הראשונות בספטמבר2016, ואוסף של העונה השלישית בדצמבר. החברה שחררה לאחר מכן את "Sonic X: The Complete Series", אוסף הכולל את כל עונות הסדרה בפורמט בלו-ריי בפעם הראשונה, ב-28 במאי2019.
דיבוב הסדרה זמין גם בשירות ה-VODקביליון (אנ') החל משנת 2015. הולו שחררה את הדיבוב גם כן, יחד עם כתוביות באנגלית לגרסה המקורית ביפנית. ב-1 בדצמבר2019, שתי העונות הראשונות של הסדרה הפכו לזמינות בשירות הזרמת המדיהנטפליקס. הסדרה הפכה לזמינה גם בשירותי פריים וידאו של אמזון ו-Tubi TV.
ישראל
בישראל, הסדרה דובבה לעברית, והיא שודרה לראשונה בערוץ ג'טיקס בין 2004 ל-2008, בין ה 1 ביולי 2014 ל-14 במרץ 2015, עלו שתי העונות הראשונות של הסדרה לשירות ה-VOD של חברת HOT. בדצמבר 2019 עלו שתי העונות הראשונות של הסדרה לשירות הזרמת המדיהנטפליקס, עם כתוביות בעברית וללא העונה השלישית של הסדרה. החל משנת 2020, משודרת הסדרה בשידורים חוזרים בערוץ ג'וניור; העונה השלישית החלה את שידוריה בערוץ ב-6 ביוני2021.
סדרת הקומיקס: בספטמבר 2005, חברת ארצ'י קומיקס (המו"ל של הקומיקס של סוניק אז באמריקה הצפונית) הוציאה לשווקים סדרת קומיקס אשר עלילתה מבוססת על עלילת "סוניק X".
קלפי המשחק: קלפי המשחק של סוניק X הם קלפי איסוף המבוססים על הסדרה. משחק הקלפים יצא לראשונה לשווקים באוגוסט 2005. המשחק מיועד לשני שחקנים בלבד.
משחק וידאו: משחק וידאו לגיל הרך העוסק במתמטיקה שוחרר לקונסולת ה-Leapster של Leapfrog ותומך בכל גרסאותיה.
גרסאות DVD ו - VHS: פרקי סוניק X שוחררו על מספר דיסקים של DVD ו-VHS.
גרסת VCD סינית: הדרך היחידה לראות את סוניק X בסינית ואת עונה 3 ביפנית היא לקנות את הדיסקים האלו. הם כוללים אפשרות לבחור אם לצפות ביפנית או סינית, ומכילים כתוביות בסינית. הם השחרור הרשמי של הגרסה הסינית של הסדרה.
פרקים לגיימבוי אדוונס: קלטת עם שני הפרקים הראשונים שוחררה לקונסולת ה - Gameboy Advance של נינטנדו בפורמט "Game Boy Advance Video". קלטת עם עוד שני פרקים הייתה אמורה להיות משוחררת, אך בוטלה בסופו של דבר.