Sonny with a Chance für DS ist inspiriert von der Show So Random, einer beliebten Comedy-Show für Kinder. Sonny Munroe, gespielt von Demi Lovato, ist die talentierte 16-Jährige, die von Wisconsin nach Los Angeles zieht, um sich der Besetzung anzuschließen. Das Spiel bietet den Spielern die Möglichkeit, zufällige und humorvolle Ereignisse mit der Besetzung von So Random zu erleben, darunter Sonny, Tawni, Nico, Grady und Zora, während sie in über 40 Minispielen antreten, von denen zwei exklusiv für den Nintendo DSi entwickelt wurden.

Inspiriert von bekannten Episoden der Serie Sonny With A Chance, umfassen die Minispiele Kuchenwerfen, Puzzellösen, Rennen, Rhythmusspiele und andere So Random-Themenaktivitäten. Das erfolgreiche Abschließen dieser Minispiele gibt den Spielern einen Vorteil, um mehr Fanbriefe zu verdienen.

Im Laufe des Spiels interagieren die Spieler mit dem Produzenten der Show, Marshall, und dem Rivalen Chad. Sie können auch auf einem Spielbrett laufen, das von Orten aus der TV-Show inspiriert ist - die Sets von So Random und Mackenzie Falls, der Requisitenraum, die Cafeteria und mehr.

Zusätzlich können die Spieler Charaktere mit unvergesslichen Outfits aus der Show anpassen.