Vladimir Makarov, um ex-protegido de Imran Zakhaev, serve como o principal antagonista durante a maior parte da história.
Apesar dos esforços da United States Marine Corps eo Serviço Aéreo Especial, os ultranacionalistas assumir o controle da Rússia e declarar Imran Zakhaev um herói e mártir, erigindo uma estátua dele no coração da Praça Vermelha. Enquanto isso, Vladimir Makarov, um dos ex-tenentes de Zakhaev, começa uma campanha contra a Europa por cometer atos de terrorismo ao longo de cinco anos
.
No Afeganistão, guarda florestal do exército dos EUA Joseph Allen auxilia na tomada de uma cidade insurgentes. Impressionado com as habilidades de Allen, Tenente General Shepherd recruta-lo para "Task Force 141", uma unidade antiterrorista de elite, multi-nacional sob o comando do pastor. Enquanto isso, dois outros membros da 141, John "Soap" MacTavish e Gary "Roach" Sanderson se infiltrar em uma base aérea russa nas montanhas Tian Shan para recuperar um módulo de ACS (Ataque Caracterização System) de um satélite caído.
Allen mais tarde é enviado em uma missão secreta na Rússia para a CIA, juntando-se Makarov em um massacre de civis no Aeroporto Internacional Zakhaev em Moscou. Makarov tem conhecimento da identidade de Allen e mata-lo durante a extração, deixando seu corpo para desencadear uma guerra entre a Rússia ea América.
Irritado com o que se acreditava ser um ataque terrorista American-suportado, Rússia retalia com uma invasão surpresa enorme sobre os Estados Unidos depois ignorando o seu sistema de alerta precoce, revelando que o módulo ACS MacTavish e Sanderson recuperado já tinha sido comprometida antes da sua recuperação. Sargento Foley lidera seu esquadrão de Rangers do Exército, incluindo James Ramirez, em defesa de um subúrbio no nordeste de Virginia contra a invasão russa.
Eles, então, avançar para um Washington, DC, onde as forças dos EUA estão luta