En Sonic Mania Plus, el trío protagonista está formado por Sonic the Hedgehog, Miles "Tails" Prower y Knuckles the Echidna. Si bien los personajes comparten las técnicas básicas de movimiento y combate, también poseen habilidades especiales individuales: la agilidad de Sonic le permite caer en forma de bola con gran potencia tras aterrizar de un salto, Tails puede volar y nadar más rápido que nadie, y Knuckles puede planear y trepar por las paredes.

Con la edición Plus, se agregaron dos nuevos personajes: Mighty the Armadillo y Ray the Flying Squirrel. Para quienes recién llegan, Mighty y Ray son dos personajes que aparecieron por primera vez en el juego arcade SegaSonic the Hedgehog y más tarde en el juego de Sega 32X Knuckles' Chaotix. Las habilidades especiales de Mighty incluyen un golpe contra el suelo y la capacidad de rodar por trampas de pinchos, mientras que Ray posee habilidades de vuelo avanzadas que le permiten prolongar su tiempo de vuelo.