La versión para Nintendo 3DS de Sonic: Lost World corre a cargo del estudio Dimps, un estudio veterano en la saga. Con sede en Japón, este grupo ha trabajado -entre otras- en todas las entregas de la serie para Game Boy Advance y Nintendo DS, tradición que sigue ahora en Nintendo 3DS.
Esta versión del juego contará con un diseño de niveles y contenidos específicos para adaptarse a las características de la consola y a las necesidades del juego portátil.
Asimismo, contará con un exclusivo modo versus para hasta cuatro jugadores y funciones que se podrán desbloquear al vincular esta versión portátil con la de Wii U.