De speler neemt de rol van de verschillende karakters in de single-player campagne, wisselende perspectieven gedurende het verloop van het verhaal
Elke missie heeft een aantal doelstellingen die. worden weergegeven op het head-up display, dat de richting en afstand naar en van dergelijke doelstellingen markeert. Schade aan de speler wordt getoond door bloed op het scherm. De gezondheid van de speler regenereert naarmate de tijd verstrijkt.
Taken variëren in hun behoeften, met de speler tot een bepaald checkpoint, vijanden in een opgegeven locatie te elimineren, staan hun mannetje om een objectieve of plant explosieve ladingen te verdedigen op een vijand installatie. De speler wordt begeleid door vriendelijke troepen die niet kunnen worden afgegeven orders. Laptopcomputers dat bevatten vijand intelligentie verschijnen gedurende de campagne en kunnen worden verzameld.
Tijdens de single-player campagne, de speler bestuurt vijf verschillende personages.
Voor de meerderheid van het spel, de speler neemt de rol van Sergeant Gary "Roach" Sanderson, een lid van een elite, multi-nationale contra-terrorisme-eenheid bekend als Task Force 141. Echter, de speler begint het spel beheersen van Private First Class Joseph Allen, een Rangerstationed in Afghanistan, die later gaat undercover in Rusland voor de Central Intelligence Agency onder de alias van "Alexei Borodin.
" Private James Ramirez, een lid van het 1ste Bataljon 75ste Regiment gestationeerd in de Verenigde Staten, dient als de speler personage tijdens de verdediging van de oostkust van de Verenigde Staten tegen een Russische invasie. John "Soap" MacTavish wordt de speler karakter in de laatste drie missies. In de vijf jaar sinds Call of Duty 4 heeft plaatsgevonden, is hij gepromoveerd tot de rang van kapitein in de Special Air Service. Hij beveelt nu het grootste deel van de Task Force 141 en de acties in het veld, als Sanderson superieure officier.
De speler neemt ook kort de rol van een unnamedInternational ruimtestation astronaut tijdens een EVA in de minuut of zo voorafgaand aan de vernietiging van het station.
Verschillende niet-speelbare personages spelen een prominente rol in het verhaal. Zoals gezegd, Captain John "Soap" MacTavish keert terug als een NPC voor een meerderheid van het spel en dient als Roach's superieur en mentor. Captain John Price keert ook uit Call of Duty 4 tot Task Force 141 staan na MacTavish, Roach, en andere leden te redden hem van een Russische Goelag.
De