Acto I
S.S.D.D. (Desarrollo: ). El sargento Foley acompañado con un traductor afgano está adiestrando a un grupo de soldados afganos novatos y le pide al soldado Allen que les haga una demostración de como disparar, luego, el general Shepherd le llama, pero antes debe completar el circuito de entrenamiento bajo la supervisión del cabo Dunn, el general Shepherd.
Jugador de equipo (Desarrollo: ). Los rangers se disponen a capturar una ciudad afgana en manos de la OpFor, los rangers tienen prohibido disparar salvo en defensa propia y eso les hace caer en una emboscada tendida por los ultranacionalistas, aun así, el pelotón del sargento Foley logra cruzar una escuela atestada de enemigos y llegar hasta el general Shepherd, este le propone al soldado Allen una nueva misión muy especial y arriesgada.
Máximo Riesgo(Desarrollo: ). En unas montañas de Kazajistán, el capitán MacTavish y el sargento Roach Sanderson deben capturar un módulo ACS. Ambos se infiltran en la base y logran robar el módulo pero son descubiertos por los soldados bajo el mando del comandante Petrov, aun así, Soap y Roach logran coger dos motos de nieve y llegar hasta el helicóptero que los esperaba en la falda de una montaña.
Nada de ruso (Desarrollo: ). En el Aeropuerto Internacional de Moscú-Sheremétievo ahora llamado Aeropuerto Internacional Imran Zakhaev, Vladimir Makarov junto a sus hombres (entre los que está el soldado infiltrado Allen, ahora llamado Alexei Borodin) planea un atentado, dentro del aeropuerto, los terroristas abaten a todos los civiles que se topan en su camino causando una gran masacre. Al salir del aeropuerto, Makarov y los demás combaten contra las fuerzas de seguridad rusas y se dirigen a una terminal donde les espera un contacto, pero cuando se montaban en una ambulancia para escapar, Makarov dispara y mata a Allen para usarlo de chivo expiatorio del atentado.
Aterrizaje (Desarrollo: ). Tras la muerte de Allen, la Task Force 141 se entera de que las balas con que se hizo el atentado coinciden con el mismo tipo de proyectiles hechos de un líder miliciano brasileño llamado Alejandro Rojas. Los soldados parten hacia Río de Janeiro, allí persiguen y atrapan a un contacto de Rojas, tras descubrir su paradero, parten en persecución de Rojas por las laberínticas favelas y Soap termina capturando a Rojas, los milicianos matan a los dos compañeros de Roach, Meat y Royce.
Acto II
¡Wolverines! (Desarrollo: ). Rusia culpa a Estados Unidos del atentado y lo utiliza como pretexto para lanzar una invasión a gran escala sobre Washington D.C. reduciéndola a ruinas. Los US Army Rangers son desplegados en la ciudad para dirigir el contraataque, su misión es proteger al nombre en clave ¨Raptor¨.
El Avispero (Desarrollo: ). Tras capturar a Rojas y haber conseguido informacion de que Makarov odia a un prisionero de un Gulag, todos los milicianos se echan encima de los soldados así que deben escapar rápidamente pues son demasiados. Nikolai les espera en un helicóptero, pero cuando se dirigían a el, Roach no logra aferrarse bien al techo y se resbala y cae frente a los milicianos brasileños. Avanzando por los tejados y esquivando a los milicianos, Roach logra alcanzar el helicóptero y todos escapan sanos y salvos.
Exodo (Desarrollo: ). Los U.S. Army Rangers se ven superados por los soldados rusos y deben avanzar casa por casa a las afueras de Washington D.C., allí llegan a la casa donde se encontraba el nombre en clave "Raptor" pero este está muerto, finalmente, deciden retirarse hacia el interior de la capital.
El unico dia sencillo... fue ayer (Desarrollo: ). La Task Force 141 decide rescatar a un prisionero al cual odia Makarov para usarlo de cebo contra él. Pero para ello deben "limpiar" el camino hasta el gulag que esta en Rusia, esto conlleva el invadir una plataforma petrolifera, reducir al personal enemigo y libertar a los rehenes que trabajan ahi, durante la informacion previa se comprende que los SAM's (misiles tierra- aire) causarian muchos problemas si es que no se neutraliza dicho lugar. La Task Force se infiltra llegando a la plataforma mediante submarinos, allí eliminan a los soldados de su interior y rescatan a los rehenes.
El Gulag (Desarrollo: ). Descubierto el paradero del rehén, descubren que está en un castillo medieval que se usa de gulag al este de Rusia, cerca de Petropavlovsk-Kamchatski. El pelotón de MacTavish se infiltra en el gulag para rescatar al prisionero nº627. Dentro, descubren que el misterioso prisionero es nada más y nada menos que el Capitán Price. Todo el pelotón lucha por llegar a la superficie pues la marina se dispone a bombardear el gulag, no sin complicaciones, todos logran salir de allí en helicóptero. Mientras, a sus pies, el gulag es destruido.
Por propia voluntad (Desarrollo: ). Los soldados de la U.S. Army Rangers continuán luchando en Washington contra las tropas rusas. La batalla se vuelve sangrienta por momentos y descubren que en el Monumento a Washington está el punto de evacuación de las tropas, pero este está asediado por tropas rusas. El Sargento Foley junto al Cabo Dunn y el soldado James Ramirez deben defender la posición desde un edificio del cual los enemigos disparan cohetes Javelines al Monumento a Washington. Despues de hacer lo que pueden se ven rodeados por soldados rusos en el edificio. Despues de escapar en el helicoptero del tejado son derribados por misiles SAM al tratar de escapar. El helicoptero cae cerca de un parque del cual esta lleno de soldados rusos y pese a la escases de municion los unicos sobrevivientes luchan pero luego un helicoptero enemigo los alumbra con el reflector y la pantalla se desvanece.
Acto III
Contingencia (Desarrollo: ). Pese a las insistencias del general Shepherd, Price decide infiltrarse en una base rusa y apoderarse del control de un submarino ruso con el pretexto de evitar un ataque nuclear sobre Estados Unidos. Luego de una fuerte lucha Price toma el control del submarino y lanza un misil sobre la costa este de Estados Unidos, permitiendo de esta manera que el alto mando estadounidense otorgue carta blanca al general Sheperd.
Segundo Sol (Desarrollo: Espacio Exterior/). Price, al control de un submarino ruso, no puede deterner el lanzamiento por lo programa el misil para que detone en la atmósfera lo que ocasiona la destrucción de la estacion espacial internacional. De nuevo en Washington, el pelotón del sargento Foley debe llegar a la Casa Blanca, debido a la explosión del misil se produce un PEM o Pulso electromagnético (EMP por sus siglas en ingles), el cual inhabilita todos los aparatos electrónicos (incluidos comunicadores y miras láser), tras hallar munición y armas en un refugio improvisado, un soldado les dice que se dirijan a Whiskey Hotel (Código de la OTAN para la Casa Blanca)
Whiskey Hotel (Desarrollo: ). Los US Army Rangers se dirigen a la Casa Blanca, ya que el mando piensa que Washington ahora está en manos rusas, planea lanzar un gran bombardeo sobre la ciudad, por eso informan de que si la ciudad aún continúa en manos americanos deben ir al techo y encender bengalas verdes, por eso, los rangers deben asaltar el edificio y con bengalas verdes señalar que la ciudad aún continúa en manos de los estadounidenses, con el tiempo justo, el pelotón del sargento Foley logra encender las bengalas verdes y el bombardeo es cancelado. Cuando la misión es abortada, los Rangers observan otras bengalas en otros edificios, y descubren que los rusos han sido derrotados, muchos de ellos se preguntan cuando atacarán Moscú.
Cabos sueltos(Desarrollo: ). Tras lograr salvar Washington, la Task Force se decide a capturar a Makarov, se sabe que está oculto en algún lugar del Cáucaso, en Georgia. Roach y Ghost se deciden a ir a capturarlo mientras el capitán Price y Soap van a Afganistán a capturar un cementerio de aviones, el cual era el posible segundo escondite de Makarov (y en parte no estan equivocados, pues allí había muchos hombres leales a Makarov). Desde Afganistán, Price le manda a Roach los datos sobre el paradero de Makarov, Roach y Ghost se defienden como pueden del asedio de los hombres de Makarov, aun así, logran conseguir los datos de Makarov y deciden reunirse con el general Shepherd, pero este, les traiciona y dispara a traición a Roach y Ghost y luego quema sus cuerpos.
El enemigo de mi enemigo (Desarrollo: ). Tras enterarse de la traición del general Shepherd, Price y Soap deciden vengarse de el. Pero están enfrascados en un combate entre los hombres de Shepherd y de Makarov, Price contacta con Makarov y a cambio de que no le persigan, este decide darle los datos sobre el paradero del general Shepherd. Price y Soap escapan como pueden de los hombres de Shepherd y se meten en un avión que les trae Nikolai, ya solo queda comprobar si los datos de Makarov son ciertos.
Como en los viejos tiempos (Desarrollo: ). Los datos de Makarov resultan ser correctos y Price y Soap descubren que Shepherd está oculto en un complejo de cuevas al este de Afganistán. Price y "Soap" McTavish deciden enfrascarse en una misión muy arriesgada y casi suicida para capturar a Shepherd, que ahora es un héroe nacional mientras que Price y "Soap" gracias a Sheperd son declarados como fugitivos internacionales y ambos son buscados por el gobierno de los Estados Unidos. Price y "Soap" se infiltran en el complejo de cuevas con sigilo eliminando a los soldados de la Compañía Shadow, hasta que son descubiertos y se ven obligados a perseguir a Shepherd.
Fin de partida (Desarrollo: ). Shepherd escapa en una Zodiac, así que Price y "Soap" McTavish deciden perseguirlo río abajo en otra Zodiac, antes de que lo alcancen, Shepherd se monta en un helicóptero y trata de escapar, Price derriba su helicóptero matando al piloto, pero Price y "Soap" caen por una catarata con la Zodiac y quedan malheridos. Tras caer, "Soap" localiza a Shepherd que también está malherido, pero cuando trataba de apuñalarle, Shepherd se revuelve y apuñala a "Soap", cuando se disponía a rematarle, Price interviene y salva a "Soap". Price y Shepherd comienzan a pelearse a puñetazos, pero aprovechando que estaban distraídos, "Soap" se quita el cuchillo que tiene clavado en el cuerpo y ya con el cuchillo en la mano lo lanza a la cara de Shepherd en el ojo izquierdo, matándolo. Al poco tiempo, Nikolai llega con un helicóptero y el cual les dice "Creo que aun nos siguen buscando" Price le dice a Nikolai que deben llevar a "Soap" a un lugar seguro y Nikolai dice "Da,ya se donde..." y montan al herido "Soap" McTavish en el helicóptero y escapan. (En donde se deja lugar para el posible Modern Warfare).
Epílogo
Una tarde con Infinity Ward (Desarrollo: ). Sin relación con el argumento, transcurre en un museo en el que están expuestos los personajes, armas y vehículos del juego. El jugador puede libremente inspeccionar la zona y todas las armas disponibles del juego, además de poder matar a todos los personajes expuestos, si lo desea, puede también apretar un botón para enfrentarse a todos los personajes.