Название впервые было доведено до внимания общественности, когда название Sonic Unleashed стало торговой маркой Sega 12 марта 2008 года. Скриншоты, кат-сцены, арт и видео были выложены через десять дней. Название и скриншоты были официально подтверждены Sega 3 апреля 2008 года с небольшим добавлениями к скриншотам и обновленным видео.

Игра разрабатывалась в компании Sonic Team. Разработка велась на консолях — Wii, PlayStation 2, PlayStation 3 и Xbox 360. Версия на Xbox 360 и PlayStation 3 разрабатывала Sonic Team с использованием движка «Hedgehog Engine». На Wii и PlayStation 2 версии не используется движок Hedgehog Engine, вместо этого используя модифицированную версию движка.

Версия для Wii была разработана специально, чтобы воспользоваться возможностями её контроллера. В её геймплее множество отличий от других версий. Игра использует Wii Remote и Nunchuk; прохождение игры зависит от движений игрока. Игра поддерживает контроллер GameCube, также можно использовать Wii Classic Controler.

Первоначально было заявлено, что Unleashed должна была быть предназначена для однопользовательской игры и не будет многопользовательской или онлайн-игрой. Однако на презентации игры на E3 упоминались ссылки на онлайн-режимы, но затем в повторном интервью говорилось, что Unleashed не будет иметь онлайн-режим на всех консолях. Через несколько дней на PlayStation Store и Xbox Live были представлены демо-версии игры.

Катано, руководитель игры Sonic and the Black Knight сообщил, что возможно стоить ожидать сиквел Sonic Unleashed. И если сиквел состоится, то в игре будет присутствовать Оборотень Соник.

Компания Gameloft в мае 2009 года объявил анонс игры для мобильных телефонов. Он был выпущен в июне 2009 года для стран Европы, Ближнего Востока, Австралии и Новой Зеландии.

Разработка уровней и персонажей

Сатико Кавамура, арт-директор и художник в версиях игры на PlayStation 3 и Xbox 360, решила отойти от дизайна Соника в игре Sonic the Hedgehog 2006 года, найдя идеальный баланс между дизайнами Наото Осимы и Юдзи Уэкавы. Одно из главных изменений стало расположение рта, который теперь полноценно находится сбоку, а не по центру, как было в серии Sonic Adventure.

Ранний арт Оборотня Соника был сделан сотрудником компании Sega Синкиси Танахаси. Он хотел сделать Оборотня Соника похожим на волка или на снежного человека, поэтому решил убрать перчатки Соника, чтобы были видны его когти. Он также сказал, что он не мог убрать у Соника его обувь. Танахаси хотел первоначаль «одеть» цепи, как было показано в раннем арте. Но потом они были убраны. Он также хотел, чтобы Соник был более сильным, поэтому изменил его общем виде. Плечи и голову соединили, грудь стала более широкая, и в итоге тело стало напоминать треугольник.

Первоначальное имя Чипа — Вип (Whip). По ранним артам он мог бы быть обычным Чао. Его имя должно было ассоциироваться со словом «взбитые сливки». Однако, поскольку слово «Whip» имеет различные определения в английском языке (в том числе акт наказания, порка, страдания, травмы), из-за этого не было довольным американское представительсто Sega, поэтому изменили имя на «Чип».

Также первоначально Ехидна Наклз и Ёж Шедоу были заявлены как сюжетные персонажи, но вырезаны из финальной версии игры по неизвестным причинам. Шли также слухи, что в игре появится давно забытый персонаж Стрелок Фанг, многим известный по играм Sonic the Fighters и Sonic the Hedgehog Triple Trouble. В дальнейшем стало известно, что все слухи вымышлены, а разработчики даже не знают кто такой Фанг.