Pelin otsikon "Sonic Lost World" mainitsi Sega toukokuussa 2013, ja siitä tiedotettiin Siliconeran sivuilla 15. toukokuuta 2013. Peli paljastettiin ensimmäistä kertaa 17. toukokuuta 2013, Nintendo Directin ilmoituksessa. Peli paljastettiin osana Segan ja Nintendon yhteistyötä "Sonic the Hedgehog" -pelisarjan parissa. Se on yksi kolmesta tämän yhteistyön alaisena kehitetyistä peleistä, muiden ollessa "Mario &amp; Sonic" -sarjan neljäs peli, "Mario &amp; Sonic at the Sochi 2014 Olympic Winter Games" sekä toistaiseksi paljastamaton "Sonic"-peli. Sega raportoi että pelistä olisi lisää sisältöä näyteltävissä E3 2013 -messuilla, ja sanoi vielä että peli sisältää sekä vanhoja että uusia hahmoja molemmilta puolilta, Sonicin vihollisista ja ystävistä. 23. toukokuuta 2013 Sega lähetti teaserin, jossa näkyy kuusi uutta hahmoa siluettikuvissa ja Sega tiedotti vielä että lisää sisältöä paljastetaan 29. toukokuuta. Pelin ensimmäinen traileri julkaistiin 28. toukokuuta, päivää aikaisemmin kuin alkuperäisessä ilmoituksessa sanottiin.