Cerita Gua 3D, demikian sebutannya, akan membawa seri ini menjauh dari sprite dan menjadi 3D untuk memanfaatkan nilai jual utama perangkat genggam baru ini. Namun, game ini akan tetap berada dalam perspektif side-scrolling yang sama. Cave Story 3D akan menjadi remake dari aslinya, dengan beberapa area baru, rahasia, dan telur paskah.
Pengembangannya ditangani oleh Nicalis, studio yang bertanggung jawab atas pengunduhan tersebutPerangkat WiiDanDSiWareedisi yang dirilis pada tahun 2010. Pencipta Daisuke 'Pixel' Amaya, yang merilis versi aslinya di PC sebagai freeware pada tahun 2004, tentu saja terlibat.
Belum ada kabar kapan Cave Story 3D akan dirilis. Nintendo 3DS akan diluncurkanpada tanggal 25 Maretdi Eropa saat itupada tanggal 27 Maretdi Amerika Utara.
Amaya juga memberikan bocoran tentang kemungkinan adanya Cave Story yang baru, dengan mengatakan, "mungkin ini waktunya untuk mulai memikirkan sekuelnya. Ada kemungkinan yang sangat, sangat bagus kita akan melihat sekuelnya."
