
SegaSonic Cosmo Fighter Galaxy Patrol è un 2D shoot'em up arcade con prospettiva dall'alto. Il cabinet di grandi dimensioni è progettato come una navicella spaziale e presenta la funzione di scuotimento del cabinet durante il gioco. La base del cabinet ha due pulsanti per le armi che sparano proiettili o razzi a guida automatica e un leve contrassegnato "SPEED UP", che inclina l'intero gioco. C'è anche un joystick regolare sul lato sinistro della base che controlla la nave, la quale può inclinare anche il cabinet. Dopo l'inserimento della moneta, Sonic rivolge un discorso al giocatore e salta nella navicella rossa che viene lanciata dalla stazione di pattugliamento galattica della Terra nello spazio. Subito dopo, il Dottor Eggman appare in una piccola capsula spaziale per lanciare bombe e ostacoli verso Sonic. Distruggere bombe e ostacoli premia il giocatore con stelle. Giunti alla stazione spaziale, Eggman attaccherà con la sua capsula spaziale sparando proiettili o attacchi a guida automatica verso la nave di Sonic dopo aver inflitto uno dei tre colpi. Se il giocatore sconfigge Eggman, il dottore si ritira e torna con un'enorme armatura verde spaziale sulla sua capsula. Il giocatore dovrà distruggere le braccia a guida automatica dell'armatura spaziale prima di completarne la distruzione. Se il giocatore riesce a distruggere l'armatura spaziale di Eggman, il giocatore riceve un miglioramento della nave e Sonic salva gli amici animali mentre Eggman si allontana. A seconda di come il gioco è stato completato, l'arcade premia il giocatore con un certo numero di stelle, da una a cinque.