決勝時刻：黑色行動
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| 關卡 | 地點 | 時間 |
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| 40號行動 | 古巴，哈瓦那 | 1961年4月017日 |
| 沃爾庫塔 | 蘇聯，沃爾庫塔 | 1963年010月6日 |
| U.S.D.D. | 美國，華盛頓特區 | 1963年011月10日 |
| 行政命令 | 蘇聯，拜科努爾 | 1963年011月17日 |
| 研究觀察組（S.O.G.） | 南越，溪生基地（英语：） | 1968年1月021日 |
| 叛逃者 | 南越，順化 | 1968年2月02日 |
| 數字 | 香港，九龍城寨 | 1968年2月09日 |
| 新星計畫 | 北極圈 | 1945年10月029日 |
| 叢林 | 一七線非軍事區 | 1968年2月09日 |
| 墜機地點 | 寮國—越南邊境 | 1968年2月011日 |
| 大規模殺傷性武器 | 蘇聯，烏拉爾山脈，亞曼套山 | 1968年2月018日 |
| 償還 | 寮國某處 | 1968年2月019日 |
| 重生 | 鹹海，沃茲羅日傑尼耶島 | 1968年2月023日 |
| 啟示 | 美國國安局，第九審訊室 | 1968年2月025日 |
| 救贖 | 墨西哥灣 | 1968年2月026日 |
1968年2月25日，隶属美国中央情报局SAD／SOG小组的特工阿历克斯·梅森（Alex Mason）被绑在一间审讯室的椅子上，审讯他的两个人（此时尚且身份不明）一直在试图从他嘴里套出一些关于一座数字电台具体位置的情报。游戏中的大部分关卡都是由梅森的回忆构成。
1961年4月17日，梅森偕同队友CIA特工伍兹（Woods）、鲍曼（Bowman）组成了代号40的小组並一起参加了美国在猪湾事件中采取的军事行动（Operation 40），他们的任务是暗杀古巴领导人菲德尔·卡斯特罗（Fidel Castro）。梅森顺利杀入卡斯楚官邸内部並且亲手射杀了目标，之后三人雖然顺利登上逃亡的飞机，但是飞机因為机场的跑道被敌軍车辆阻擋而无法起飞，梅森毅然跳下飞机利用跑道边的防空砲击毁障礙，飞机顺利起飞逃走，但梅森却被古巴军队抓获。醒来后梅森的发现自己在海边，旁边有一艘写著“水中仙女”号（Rusalka）的大货轮，原來他被古巴军队交给了真正的卡斯楚（卡斯楚早已知道CIA的刺杀計劃，而梅森杀死的是个替身）。卡斯楚将梅森当做“礼物”交给了他的盟友—苏联军队指挥官尼基塔·德拉格维奇将军（Nikita Dragovich）处置，並請德拉格維奇折磨梅森。
梅森在苏联的沃尔库塔勞改营里，其间结识了维克多·雷泽诺夫（Victor Reznov），一名苏联红军老兵，并和他成为难友。雷泽诺夫告诉梅森：负责拷问梅森的是德拉格维奇和他的副手列夫·克拉夫钱科上校（Lev Kravchenko）以及弗雷德里希·施坦纳（Fredrich Steiner）——一名投降苏联的前纳粹德国科学家。他们三人都与雷泽诺夫有着深切联系：1945年10月29日冬天，雷泽诺夫、德拉戈维奇、克拉夫钱科以及德米特里·彼得连科（Dmitri Petrenko，《使命召唤：戰爭世界》的苏军战役玩家角色）所在的苏军突击队奉命去北极圈尋找施坦纳。行动过程本來非常顺利，在四人的带领下，苏军很快突入德军内部，找到了施坦纳博士，然后顺利拿到了毒气（毒气没有来得及被党卫军销毁）。這時，德拉格維奇為了測試毒氣的威力，同時清除异己，於是將雷澤諾夫和彼得连科等人關在密閉艙裡。德拉格維奇使用施坦纳发明的一种名叫“新星六号”的神经毒气毒死彼得连科等人。后来因为英國突擊隊随后杀到来抢毒气，雷泽诺夫和几个幸存的戰友乘乱逃走才捡回一命，在逃离的过程中他将货轮炸沉以銷毁剩余的毒气。但是，这种毒气后来又被施坦纳和一名名叫丹尼尔·克拉克（Daniel Clarke）的英国科学家重新复制而没有完全消失，在那之后不久雷泽诺夫便被以叛国罪的罪名强行关进了沃尔库塔勞改营。
梅森被关了两年後（1963年10月6日），梅森和雷泽诺夫煽动狱友们组织了一场暴动计劃越狱，他們成功杀出沃尔库塔。可是最后雷泽诺夫送梅森跳上了路过的一列货运火车，而他自己为了让梅森能成功脱身而驾驶卡车朝另一个方向开去以引開追兵注意。結果梅森成功逃出，大量狱友喪生，雷泽诺夫則生死未卜。
一个月后（1963年11月10日），梅森成功地穿越蘇聯鐵幕逃往歐洲盟國並被送回到美國本土，之後與國防部長羅伯特·麥克納馬拉一起進入位於五角大廈地下深處的機密指揮中心，會見美國總統约翰·甘迺迪，梅森一度产生了杀死甘迺迪的幻觉，但是最终压制住了自己的冲动。甘迺迪正式签署了暗杀德拉格维奇的命令。
一周后（1963年11月17日），梅森和伍兹和一名美籍俄裔特工韋弗（Weaver）奉命潜入了位于哈萨克境内的拜科努尔太空发射场，意在破坏苏联的太空计畫以及刺杀归降苏联的纳粹科學家，并消灭德拉格维奇等苏联激进分子。韋弗在行动开始后不久便被苏军俘获并被克拉夫钱科刺瞎了左眼，不过后来被梅森一行人所救。最后众人杀到火箭控制台，可是韋弗無法停止火箭發射，梅森情急之下以防空飛彈摧毁了失控升空的联盟号太空船，并趁乱杀死了科学家们。之后，梅森执意要找到德拉格维奇和克拉夫琴科并亲手杀死他们，但克拉夫琴科已经搭乘直升机离开。梅森一行人雖然最终击毁了德拉格维奇的座车，但德拉格维奇仍然躲过了暗杀，这使得梅森不得不用五年时间一直在自身所及范围内追踪他。
1968年，美軍援越司令部研究觀察團（MACV-SOG）小组正式在越南成立，意在調查苏联对该国的影响。梅森和哈德森（Hudson）被編入SOG小組來到越南溪生（Khe Sahn）的美國海軍陸戰隊基地，調查并蒐集蘇聯暗中在越南行動的證據，在這裡二人與伍茲相遇。此時剛好碰上北越軍大舉砲擊進攻，發起溪生战役，於是三人協助基地內的美軍擊退了攻勢，最后鮑曼搭乘直升機來到基地加入小隊。
在成功保卫溪生之后，SOG小组被派往顺化阻止北越军对南越发动的春节攻势，顺便寻找一名携带关于“诺娃六号”的档案的苏联叛逃人员，該人在順化內MACV-SOG的藏身處中，但基地已經與藏身處失去聯繫。梅森並不願意放棄，SOG小组毅然空降到被圍攻的順化尋找證據，梅森一行人在某棟大樓內找到了档案，而且梅森很惊奇地发现雷泽诺夫就是他们要找的叛逃者。之后小隊在掩護一隊美軍撤離后成功撤退。
根據之前找到的文檔，CIA懷疑克拉夫琴科在越南進行毒氣測試，同時CIA得知克拉夫琴科在越南北部，於是在越南的SOG小組便被派往南北越交界處的非軍事區搜尋證據並除掉克拉夫琴科，但是搭乘的直升機在途中被擊落（梅森開直升機門時遇到了雷澤諾夫），之後三人通過水路潛行，摸進了一處越共游擊隊的營地，最後梅森在越共游擊隊的一處洞穴裡和雷澤諾夫發現了克拉夫琴科的通訊站，但是克拉夫琴科早已逃走，梅森只拿到了一些資料，隨後成功逃出洞穴。
SOG小组随后又转战寮國，在一架飞机残骸上寻找可能随其坠落的“诺娃六号”毒气。一行人却在坠机现场发现“诺娃六号”已在坠机事故发生后泄漏一空，还有大量苏联仿制美军的武器(雖然實際遊戲流程中只有一把中國湖榴彈發射器和一支SVD狙擊步槍)。这时它們被越共游擊隊和苏联特种部队包围，最终寡不敌众，悉数被擒。梅森发现敌人的指挥官正是德拉格维奇和克拉夫琴科。
三人被捕后被关在寮國某处审讯，德拉格维奇派遣了一队苏联特种部队协助越共游击队看管被关在水牢中的三人，一名苏联特种部队军官出于无聊让三人玩俄羅斯輪盤取樂，鲍曼因不满並出言不逊而被打死，随后梅森与伍兹互相配合，借机杀了几个看守逃了出来，并抢来了苏军停在营地门口的直升機。两人开着抢来的直升机摧毁敌人的一个营地以及其输油管。随后二人又杀到另一处基地，营救了一队被俘的美军並与雷泽诺夫再次相遇。并得知克拉夫琴科就在基地里，最后梅森被克拉夫琴科偷袭時，伍兹用匕首刺中克拉夫琴科，並抱着试图引爆随身炸药的后者冲出玻璃窗同归于尽。
与此同时，梅森的同僚哈德森和韋弗在香港九龍城寨找到了克拉克博士并开始拷问他。克拉克供出了施坦纳以及隐藏在亚曼套山（Mt Yamantau）中的一座秘密实验基地，这时苏联特种部队却在克拉克说出更重要情报时突袭。雖然克拉克释放了事先布置好的毒气使苏军遭受重创，並带领两名特工逃到其私人军火库拿上武器反击，途中克拉克提到了一串數字，但是在他剛要說出這串數字的含義的時候卻被苏联狙击手击毙。哈德森和韋弗則在援軍到來后成功撤退。
CIA判定梅森等人在越南行動中失蹤，生存可能性很低。梅森失蹤后，二人只能率队在黑鳥偵察機的指引下前往之前由克拉克提供的位于乌拉尔山脉的亞曼套山的斯坦纳博士的实验室追剿施坦纳。在任务过程中，隊員哈里斯摔落悬崖喪生，其他人最终找到了施坦纳的办公室，不料施坦纳却不在那里，整个基地布满了炸弹和导线。这时斯坦纳破解了哈德森等人的无线电频率，联系并告诉哈德森，德拉格维奇正在清理所有与“新星六号”有关的设施和人员，自己也将遭殃（“新星六号” 已经研发完毕，德拉格维奇又要灭口），同时又让他们来自己的所在的基地——位于咸海的沃茲羅日傑尼耶島（也叫做重生島，英文：Rebirth Island）来设法阻止播放数字密码的电台：这组密码将会让德拉格维奇指派潜伏在美国城市里的大量苏联特工接到在城市里释放“新星六号”毒气的指示密码，只有斯坦纳自己知道如何停止广播。之后韋弗拍下了布置点，大家便杀出基地。
事情转回梅森那里：得知了斯坦纳的地址的他和雷泽诺夫两人一起来到重生島，由于大腦里有雷泽诺夫灌输的指令，所以一定要亲手杀死斯坦纳（或者亲眼看到斯坦纳死亡）。事实上这时候，哈德森等人已经在去重生岛营救斯坦纳的路上了，不过由于哈德森等人是正面杀入，并且遭到驻守的苏军引爆毒气武器攻击，而梅森是从后方潜入，所以最后梅森和雷泽诺夫抢先一步到达了重生岛并在哈德森面前杀死了施坦纳。之後梅森被哈德森等人打暈並帶回總部。虽然梅森在审讯室里一口咬定是雷泽诺夫亲手复仇，但是哈德森看到的却是梅森一人所为。
到现在，玩家才真正明白两个一直不见真面目的审讯者其实就是哈德森和韋弗。哈德森逐渐意识到梅森在沃尔库塔被德拉格维奇洗了脑，并被灌输了一套破解数字密码的程序，使其无意识地成为了一名为苏联服务的间谍。而梅森自从越狱之后一直以来看到與雷泽诺夫“一同”战斗的影像其实都是因为痛苦至极的洗脑过程所产生的人格分裂所构成的幻觉。而实际上，雷澤諾夫一心想要報仇，所以他對梅森洗脑程序動了手腳，在越狱之前把给梅森灌输的暗杀肯尼迪的指令改成了杀死德拉格维奇、克拉夫钱科和施坦纳。在审讯中经常能听到有人在读的奇怪数字就是德拉格维奇广播的数字。但危机已经迫在眉睫，由于斯坦纳已死，没有人知道德拉格维奇广播站的具体位置。而梅森由于之前被植入过密码翻译程序，所以只有他有可能破译密码，从而找到广播站地点。于是，为了帮助梅森记起密码破译程序，哈德森帮助梅森回忆了这些年来的经历（就是之前的游戏内容），但是最后梅森还是没想起来。而哈德森也是没有办法才给梅森松了绑（亦也是出于对梅森的信任），但隨後被梅森打暈，梅森在基地裡漸漸想起自己被洗腦的經過，哈德森醒來後追上梅森，最终打醒了半癫狂状态的梅森。哈德森让梅森听了最后一遍数字广播的录音，让梅森在经历了想象与现实的痛苦抉择之后想起了他以前在古巴见过的一条苏联船：“水中仙女”号（Rusalka），并确定那就是数字电台的所在。
拂晓时分，一行人随大队乘直升机在古巴附近水域找到了那艘船，並對其發動了攻擊，德拉格維奇佈置了重重防禦，但還是被美軍突入。哈德森和梅森在突入成功以後，搜查船底时在其下方的水底发现了一座隐藏着的水下电台，它其实也是一座为成功释放毒气后入侵美国本土的苏联潜艇编队所设的补给站。在确认“水中仙女”号就是数字电台后，哈德森呼叫美国海军在15分钟之内对该船实施打击，但是梅森坚持要继续搜寻并亲手杀死德拉格维奇。随后二人潜入水中，发现了一座德拉格维奇修建的水下基地，最后两人在水下基地的最底层找到并最终杀死了德拉格维奇，然后安全返回海面。
成功游出水面后，韋弗宣布了胜利，可梅森还是不敢确定。最後在甘迺迪的影片中居然出現了梅森的身影，其实最诡异的还是溺死德拉格维奇时，梅森质问德拉格维奇在脑中试图植入指令（洗脑）的事情。梅森指责德拉格维奇“试图（tried）”给他洗脑让他暗杀自己的总统，最后德拉格维奇死前用反问句非常轻蔑地說“Tried?!”（意为：真的只是“试图”吗？！）加上最后一段过场中的女人仍然在广播着数字和梅森出现在肯尼迪遇刺的照片里，事实上肯尼迪遇刺案发生于1963年11月22日星期五下午12:30，正是梅森回到美国本土之后。因为剧情有一个五年的空缺，五年间发生了什么没人知道，由此可知于五年前刺杀肯尼迪的可能正是梅森，而梅森此时大脑相当混乱，可能没意识到已经殺了甘迺迪。事实上，德拉格维奇可能已经成功的实现了当初为梅森洗脑的目的。