Modern Warfare 2 продолжает историю первой Modern Warfare. После гибели Захаева новая угроза связана с Владимиром Макаровым, а оперативники ОТГ-141 действуют под руководством генерала Шепарда. Кампания переключается между персонажами спецподразделений и регулярной армии, перенося бои в разные страны, включая США, Бразилию и заснеженные горные районы.

Миссии сочетают проникновение на укреплённые объекты, спасение людей, перестрелки и эпизоды с техникой. Среди запоминающихся ситуаций — поездка на снегоходе. Вооружение дополняют варианты стрельбы с двух рук, щиты, дробовики, ножи и ракетницы.

Отдельные задания Special Ops рассчитаны на совместное прохождение. Сетевые матчи используют классы, выбор оснащения и режимы с различными целями, в том числе удержанием точек. Оружие и специальное оборудование позволяют настроить роль бойца под командную задачу. Короткий сюжетный эпизод на орбите не превращает кампанию в набор космических боевых миссий.