ponnisteluista huolimatta Yhdysvaltain merijalkaväki ja Special Air Service, Ultranationalists takavarikoida valvonta Venäjän ja julistaa Imran Zakhaev sankari ja marttyyri, pystyttää patsas hänelle sydämessä Punainen tori.
Samaan aikaan, Vladimir Makarov, yksi Zakhaev entisen luutnanttiensa, alkaa kampanjan Eurooppaa vastaan sitoutumalla terroritekojen aikana viisi vuotta.
Afganistanissa Yhdysvaltain armeijan Ranger Joseph Allen auttaa tapahtuvassa kaupunki kapinalliset. Vaikuttunut Allenin kyvyt, kenraaliluutnantti Shepherd värvää hänet "Task Force 141", eliitti, monikansallinen terrorisminvastaisen yksikön alla Paimenen komento.
Samaan aikaan kaksi muuta jäsentä 141, John "Soap" MacTavish ja Gary "Särki" Sanderson tunkeutua Venäjän lentotukikohdan alueella Tienšan vuorten hakea ACS (Attack karakterisointi System) moduuli downed satelliitti.
Allen on myöhemmin lähetetään undercover operaation Venäjällä CIA liittyminen Makarov vuonna siviilien joukkomurhasta on Zakhaev lentokentälle Moskovassa. Makarov on ollut tietoinen Allenin identiteetin ja tappaa hänet aikana louhinta, jättäen hänen ruumiinsa kipinä sota Venäjän ja Amerikassa.
Vihainen mitä uskottiin olevan amerikkalais-tuettu terroristihyökkäyksen, Venäjä kostaa massiivinen yllätys hyökkäys Yhdysvaltoihin jälkeen ohittaen sen ennakkovaroitusjärjestelmä, paljastaen että ACS moduuli MacTavish ja Sanderson talteen jo vaarantunut ennen sen haku. Kersantti Foley johdattaa joukkue armeijan Rangers, kuten James Ramirez, puolustamiseksi esikaupunkialueella Koillis Virginia vastaan Venäjän hyökkäystä. He sitten edetä kohti sodan runtelemassa Washington, DC, jossa Yhdysvaltain joukot taistelevat venäläiset hallinnasta pääoman.
Samalla, 141 etsii todisteita siitä, että syytöksiä Makarov kuin sielu takana lentoaseman verilöyly, sillä kaikki todiste Makarov osallistumisesta kuoli Allen. Älykkyys johtaa heidät favela Rio de Janeirossa, jossa ryhmä tutkii johtaakin Makarov yhteystiedot, asekauppias Alejandro Rojas. Ne selville Rojas että Makarov pahin vihollinen, joka tunnetaan Prisoner 627, on sidottu Venäjän Gulag itään Petropavlovsk. 141 pahoinpitelyt vankila ja onnistuu vapauttaa 627, joka osoittautuu kapt