O jogo segue os eventos de Call of Duty: Modern Warfare 2, onde a Rússia continua a invasão dos Estados Unidos, e também ampliou a sua ofensiva para países europeus como Inglaterra, França e Alemanha. Estágios de campanha estão também previstos para a Somália, Serra Leoa e Moscovo. Também já foi revelado que o final do jogo poderá ser na cidade de Dubai.

Os personagens dos dois jogos Modern Warfare anteriores, voltam para este jogo de novo, incluindo Soap, Price, Nikolai e o russo ultranacionalista Vladimir Makarov também retornará como o antagonista principal do jogo. Entre as novas personagens não jogáveis confirmados até agora estão Truck e Grunt, que fazem parte da equipa da Força Delta ao lado de Frost e Sandman. Um personagem chamado Grinch foi anunciado, com Tobey Maguire na vocalização. Também foram confirmados os personagens Wallcroft (Call of Duty 4), que será dublado pelo já conhecido Craig airbrass, e o jogável Marcus Burns, que farão parte da S.A.S.