A história é uma continuação direta de Call of Duty 4 : Modern Warfare, onde após a morte de Imran Zakhaev, o responsável pela detonação de uma bomba atômica no Oriente Médio, entre outros eventos no primeiro jogo, seu aprendiz e principal aliado, Makarov, passa a comandar as forças restantes tanto de Zakhaev quanto de Khaled Al-Asad, que foi uma marionete de Zakhaev na história de CoD 4, e continua lutando pelo objetivo que Zakhaev tinha: Desestabilizar o corrompido Governo da Rússia e tomar o poder no país afim de formar uma nova União Soviética. Para isso, ele começa a fazer execuções, a capturar cidades, e até constrói uma enorme fortaleza na Sibéria para se proteger, entre outros atos, criando um caos internacional.

Diante dessa situação, a OTAN cria uma força tarefa internacional, nomeada Task Force 141. Composta por membros de diversas organizações militares aos redor do mundo, entre elas a famosa SAS, do qual o jogador fazia parte em Call of Duty 4, para tentar parar Makarov. Foi revelado que o líder do esquadrão será o agora Capitão Soap MacTavish, que era um dos personagens controlados pelo jogador em CoD 4. Desta vez, o jogador controlará o Sargento Gary Roach Sanderson.