
SegaSonic Cosmo Fighter Galaxy Patrol est un jeu de tir 2D en vue aérienne. Le cabinet familial est conçu comme un vaisseau spatial et possède la particularité de secouer le cabinet pendant le jeu. La planche du cabinet dispose de deux boutons pour les armes permettant de tirer des projectiles ou des missiles fuyants, ainsi qu’un levier intitulé « SPEED UP », qui incline l’ensemble du siège. Il y a également un joystick classique sur le côté gauche de la planche permettant de manœuvrer le vaisseau, ce qui peut également incliner le siège. Après avoir inséré une pièce, Sonic s'adresse au joueur et entre dans le vaisseau spatial rouge, qui est lancé depuis la station de patrouille galactique terrestre vers l'espace. Tout de suite après, le docteur Eggman apparaît dans une petite capsule spatiale pour déployer des bombes et des obstacles contre Sonic. Détruire des bombes et des obstacles récompense le joueur avec des étoiles. Une fois arrivé à la station spatiale, Eggman attaquera avec sa capsule en tirant des projectiles ou des missiles fuyants sur le vaisseau de Sonic après avoir infligé trois coups. Si le joueur défait Eggman, ce dernier recule et revient équipé d'une armure spatiale verte sur sa capsule. Le joueur doit détruire les bras fuyants de l'armure spatiale avant de l'achever. Si le joueur arrive à détruire l'armure spatiale d'Eggman, il est récompensé avec une amélioration du vaisseau et Sonic sauve ses amis animaux tandis qu'Eggman s'enfuit. En fonction de la manière dont la partie est réussie, le joueur obtient un certain nombre d'étoiles, allant de une à cinq.