『ソニックウィングス3』では、プレイヤーは日本、アメリカ、ドイツ、イギリスなど複数の国々のキャラクターから選択可能で、各キャラクターはそれぞれ異なる戦闘機、攻撃方法、そして絶大な威力を持つ「ボム」(BOMB)を駆使します。 本作最大の魅力は、その非線形なステージ構成にあります。特定のステージでターゲットを破壊する方法や時間によって、ゲームは異なるルートに分岐し、最終的には複数の異なるエンディングにたどり着きます。前2作と比べて、本作では自機のパワーアップシステムがさらに豊富になり、操作感もよりスムーズになっています。ゲームのスタイルは、シリアスな戦争というテーマの中に、多くのシュールな要素が散りばめられており、例えば、巨大なカニやサルに変形するメカボスなど、このギャップもまた、シリーズの核心的な魅力となっています。
初心者にはアメリカチームのヘリコプター「シコルスキー」がおすすめです。移動速度は遅いものの、ショットのカバー範囲が広く、サブウェポンには自動追尾機能があるため、生存率が非常に高いです。タイムアタックやスピードランを狙うプレイヤーには、日本チームの零戦が最適です。チャージショットとボムのダメージが非常に高く、ボス戦の時間を大幅に短縮できます。
ステージのルートは、ボス戦でのプレイヤーの行動によって決まります。例えば、ステージ1で特定の建造物や特定色の敵機を破壊すると、その後のステージがヨーロッパ戦線になるか、アジア戦線になるかが決まります。隠しステージや真のエンディングを目指すなら、各ステージの破壊手順を熟知する必要があります。
本作のボムは、単なる緊急回避用のツールではありません。本作はアイテムのドロップ率が高いため、ボスの多段階の形態変化に直面した際には、積極的にボムを使用して弾幕を相殺し、ボスに密着してダメージを与えるべきです。
本作は2人協力プレイに対応しており、特定のキャラクターの組み合わせで、特殊なエンディングの会話が発生します。2人で同時にプレイする際は、一人がザコ敵の掃討に専念し、もう一人がボスへのチャージショットに集中するという戦略で、安定してクリアすることができます。
ゲーム中のコインは、取得した画面上の位置によってスコアが変動します。画面の最上部でコインを取得すると、最高得点(2000点)を獲得できます。そのため、火力で敵を圧倒している状況では、敵機を破壊した瞬間に画面上部へ移動し、スコアを稼ぐようにしましょう。