Call of Duty 4: Modern Warfare переносит серию к вымышленным современным военным конфликтам. Кампания показывает операции американских и британских подразделений, противостоящих заговору Имрана Захаева и действиям Халеда Аль-Асада на Ближнем Востоке. История включает миссии в разных регионах, в том числе на территории бывшего СССР.

Одним из героев становится Соуп Мактавиш, действующий вместе с капитаном Прайсом. Среди ранних заданий — захват грузового судна в Беринговом проливе: обнаруженные материалы связывают операцию с более крупным заговором, а воздушная атака вынуждает отряд срочно покинуть корабль.

Сетевая часть предлагает свободный и командный бой, борьбу за контрольные точки и «Штаб». Развитие открывает вооружение, перки и дополнительные возможности настройки классов; с четвёртого уровня доступно создание собственного набора. Испытания с оружием дают модули улучшения. Конкретная численность команд зависит от режима и сервера.