bilgiler içeren dizüstü bilgisayarların ele geçirilmesi sayesinde, oyuna ait ekstralar kullanılabilmektedir.

Jenerik sonrası, 4 SAS askerinden oluşan bir ekip ile teröristler tarafında kaçırılan bir uçaktaki çok önemli şahsı tazmin etmeyi ve uçak imha olmadan kaçmayı amaçlayan özel bir epilog görev oynanabilir duruma gelmektedir.

"Call of Duty 4", değişik haritalarda takım veya tek kişi esaslı çevrimiçi ve çevrimdışı (LAN) çok oyunculu modlara sahiptir. Her mod, kendine özgü strateji gerektiren görevlerden oluşmaktadır. Bir haritanın tamamlanması ise; herhangi bir takımın önceden belirlenen bir puana ulaşması ya da tahsis edilen zaman sona erdiğinde en çok puanı alan takımın kazanması ile gerçekleşmektedir. Süre dolduğunda takımların puanlarının eşit olması gibi istisnai durumlarda ise Ani Ölüm modu devreye girmektedir. Bu sayede oyunculardan herhangi biri vurulursa tekrar savaşa dahil edilmemekte, sağ kalan son adamın bulunduğu takım ya da hedefe ilk ulaşan takım galip gelmektedir.

Çevrimiçi çok kişilik oyuncu modunda, oyuncuların ilerleyişleri ve puanları, oyun içerisindeki bir sistem ile takip ve kayıt edilmektedir. Bu sistem sayesinde oyuncular, genel skorlarını, hedefi tutturma, galibiyet & mağlubiyet ve ölme & öldürme oranlarını dünya genelindeki diğer oyuncular ile karşılaştırma imkanına sahip olmaktadır.

Oyuncunun çok oyunculu moddaki performansı, tecrübe puanı olarak yansıtılmaktadır. Bu puanlar; diğer oyuncuları vurma, hedefleri tamamlama veya kazanan takımın üyesi olma gibi belirli aksiyonlar sonucu kazanılmaktadır. Oyuncular, tecrübe puanı kazandıkça üst seviyelere çıkıp rütbe atlamakta; bu sayede yeni silahlara, özelliklere ve oyun modlarına erişebilmektedir. Elde edilebilecek en yüksek seviye 55 olmakla birlikte, oyunun konsol sürümünde yer alan "prestij" adındaki mod sayesinde elde edilen tüm silah ve özellikler karşılığında, 1. seviyeden başlayarak oyuna devam edilebilmektedir. 10 kez yapılabilen ve her seferinde fazladan değiştirilebilir silah sınıfı veren bu sistem oyuncuya toplamda 605 derece kazanma imkanı sunmaktadır. Prestij moduna girildiği takdirde oyuncunun; öldürdüğü adam sayısı, toplam oyun süresi gibi istatistikleri bu durumdan etkilenmemektedir.

Başlangıçta, her birinin kendi özelliklerine sahip olduğu beş çeşit silah sınıfı mevcuttur. Oyuncunun derecesi yükseldikçe yeni silahlar, özellikler ve ek parçalar kullanıma açılmakta, bu sayede oyuncu istediği şekilde silah sınıfı oluşturabilmektedir. Bu özelliğe binaen temel silah, tabanca ve özel el bombası çeşidi seçilebilmektedir. Ayrıca oyuncu, "perk" olarak adlandırılan özelliklerden de sınırlı sayıda olmak koşuluyla istediği kombinasyonları oluşturabilmektedir. Bu özellikler oyuncuya; daha etkili ateş etme, daha az darbe alma veya ölmeden önce bir bombayı aktif hale getirme gibi yetenekler kazandırmaktadır. Bununla birlikte aynı silahla öldürülen düşmanların sayısı belli bir seviyeye ulaştığında, silahlar için susturucu, bomba atar veya dürbün gibi çeşitli eklentiler de açılabilmektedir.

Oyuncular, ölmeden öldürdükleri adam sayısına göre çeşitli ödüller kazanabilmektedir. Arka arkaya öldürülen üç adamın ardından insansız hava araçları yardımıyla keşif taraması yapabilmekte ve bu sayede düşmanların yerini tespit edebilmekte, beş adamın ardında hava saldırısı düzenleyebilmekte ve yedi adamın ardından ise saldırı helikopterleri çağırılabilmektedir.

Çok oyunculu modda, çeşitli büyüklüklerde 20 farklı harita bulunmaktadır. Bu haritaların dördü indirilebilir içerik olarak satışa sunulmuş, "Winter Crash" adlı Noel temalı harita ise sadece PC versiyonu için 1,4 yamasıyla birlikte yayınlanmıştır.

"Call of Duty 4", toplamda altı ana çok oyunculu mod içermektedir. "Team Deathmatch" modunda oyuncular iki takıma ayrılıp, düşmanları öldürmekte ve öldürülen düşmanlar neticesinde takım olarak puan elde eder. Belirlenen süre sonunda veya belirli bir puana ulaşan takım oyunu kazanır. Diğer bir mod "Domination"da, haritanın stratejik noktalarına yerleştirilen bayraklar bulunmaktadır. Oyunun başında tarafsız olan bayrakların ele geçirilmesi esasına dayalıdır. Kazanan, öldürülen düşman sayısı ve ele geçirilen bayraklar sonucunda elde edilen puanlara göre belirlenir. Yine takım halinde oynanan "Search and Destroy" modunda, bir takım hücum, diğer takım ise savunma halindedir. Hücum yapan takım haritadaki iki alandan birine bomba kurmaya çalışırken, defans yapan takım da bu alanları korumaya çalışmaktadır. Eğer bomba kurulmuşsa, defans yapanlar bombayı etkisiz hale getirmek zorundadırlar. Diğer modların aksine ölen oyuncular, el boyunca yeniden oyuna dahil olamamaktadır.

"Sabotage" modu, haritanın ortasında bulunan bombanın, karşı takımın bulunduğu alana götürülmesi esasına dayanır. Bombayı taşıyan oyuncu silahını kullanabilmekte; fakat her daim düşman tarafından oyun haritasında görülebilmektedir. "Search and Destroy"dan farklı olarak oyuncu öldüğünde oyuna tekrar dahil olabilmektedir. "Headquarters" modunda ise oyuncuların amacı, haritanın rastgele yerine yerleştirilen bir dizüstü bilgisayar bulunmaktadır. Bilgisayarı ele geçiren takım, karşı takımdan korumakta; bilgisayarı elinde bulundurduğu her 5 saniyede bir takımına puan kazandırmaktadır. Bilgisayarı ele geçiren takımın üyeleri öldükten sonra yeniden oyuna giremezken, diğer takımda böyle bir şey söz konusu değildir. "Free-for-All" modunda ise her oyuncu kendi başınadır. Takımla oynanmayan tek mod olma özelliğini taşır.

HUD ve hedef imlecinin olmayıp, silah hasarının fazla ve dost askerlere ateşin mümkün olduğu "Hardcore" ve; hiçbir silah sınıfının olmadığı, daha hızlı koşma ve daha fazla zıplama imkanı veren "Old Scool" modları da bu altı modla kombine şekilde oynanabilmektedir.

Tek kişilik modda oyuncular altı farklı karakteri kontrol etmektedir. Oyunun çoğunda, Birleşik Krallık 22. SAS birliği askeri "Soap" MacTavish yer almaktadır. Bunun yanında oyuncular; Orta Doğu'daki Amerika Birleşik Devletleri Deniz Piyade Kolordusu 1. Keşif Güçleri'nde görevli Çavuş Paul Jackson'ı, oyunun Act 1 bölümünün 5 aşamasında kontrol edebilmektedir. Geçmişe dönük iki bölümde de, 22. SAS birliğinde görevli Yüzbaşı/Teğmen John Price da oynanabilen karakterler arasındadır. Oyunun açılış kısımlarında, isimsiz bir Orta Doğu ülkesinin devlet başkanı olan Yasir Al-Fulani, infaz edilmeden hemen önce oynanabilmektedir. Amerikan Lockheed AC-130 saldırı uçağı görevinde, ısıya duyarlı televizyon operatörü olarak bulunan bir karakter oyunun sadece bir bölümünde, teröristler tarafından kaçırılan bir uçaktaki önemli bir şahsı kurtarma operasyonunda SAS terörle mücadele timine bağlı bir asker ise sadece jenerik sonrası oynanabilen son bölümde oyuncuların kontrolü altındadır.


Oyun; açılış videosunun ardından gelen bir eğitim turuyla başlar. Eğitim turunun ardından zorluk seviyesi seçilir; Çavuş John "Soap" MacTavish, Yüzbaşı Price, Gaz ve birkaç SAS komandosunun, Bering Denizi'ndeki Estonya bandıralı bir kargo gemisine sızıp, içeri girmesi ile hikâyeye giriş yapılır. Düşman etkisiz hale getirildikten ve kargolardan birinin içerisindeki nükleer cihazın varlığı tespit edildikten sonra gemi, düşman MiG uçakları tarafından saldırıya uğrar. Bunun üzerine ekibin, Rus aşırı milliyetçi gruplar ile Orta Doğu'daki asiler arasındaki ilişkiye ait kanıtlardan oluşan kargo beyannamesini de yanlarına alarak gemiyi terk etmesiyle bölüm tamamlanır.

Bu sırada, Sovyetler Birliği'ni yeniden kurmanın planlarını yapan aşırı milliyetçi Rus lider Imran Zakhaev, planlarının uluslararası kamuoyunda tepki uyandırmasının önüne geçmek amacıyla, Orta Doğu'da yer alan bir ülkedeki ayrılıkçı lider Khaled Al-Asad tarafından başlatılan askerî darbeye maddî açıdan destek olur. Olayları öğrenen Amerika Birleşik Devletleri ve Birleşik Krallık hükûmetleri, olayların önüne geçmek amacıyla her iki bölgede de eş zamanlı operasyonlar başlatır. Orta Doğu'daki ülkenin devlet başkanı Yasir Al-Fulani'nin televizyondan canlı olarak yayınlanan infazının ardından Al-Asad, ülke yönetiminin kontrolünü ele alır. Darbenin ardından SAS birlikleri, Rus milliyetçiler tarafından yakalanmış olan Nikolai kod adlı muhbiri kurtarmak için Kafkas Dağları'nda konuşlandırılır. Çavuş Kamarov öncülüğündeki Rus askerî kuvvetlerinin de desteği ile Nikolai kurtarılır. Devamında ise Nikolai SAS ekiplerince Hamburg'a kaçırılırken, helikopter Sibirya'da düşürülür ve devreye Amerikan birlikleri girer. AC-130 uçağının ateş desteğiyle takım, güvenli bir şekilde bölgeden çıkarılır.

Al-Asad'ın darbesinden kısa bir süre sonra, Amerika Birleşik Devletleri Deniz Piyade Kolordusu'nun (USMC) yerel bir limanı kontrol altına almasıyla Orta Doğu ülkesinin işgali başlar. Oyuncuların, USMC 1. Keşif Gücü'ne bağlı Çavuş Paul Jackson'ı kontrol ettiği bölümde; Teğmen Vasquez komutasındaki askerî birlik, ablukaya alınmış şehirde Al-Asad'ı bulmaya çalışır. Propaganda yayını yapmakta olan televizyon kanalının stüdyosuna baskın düzenlense de darbenin lideri bulunamaz. Bunun üzerine birlik, etkisiz durumdaki bir M1 Abrams savaş tankını korumak ve anayola çıkışında ona eşlik etmek ile görevlendirilir. Görevin sonlarına doğru Amerika Birleşik Devletleri Komuta Merkezinin talimatı uyarınca, şehrin yakınlarında Rus yapımı nükleer bir cihaz olduğu tespit edilir. Bunun üzerine Vasquez ve birliği, nükleer silahı etkisiz hale getirmek ve operasyonun son aşamasını da geçmek üzere helikopterler ile olay merkezine sevk edilir. Merkezî emir, kuvvetlerin ihtiyatlı bir şekilde bölgeyi terk etmesini gerektirmesine rağmen Vasquez'e bağlı birlik, düşman ateşi altındaki bir time yardım edip ayrılmak üzereyken, bu sefer de uçaksavarla düşürülen bir AH-1 Cobra'nın pilotunu kurtarmak için vakit kaybederler. Ekip, bu kurtarma operasyonunu da başarıyla tamamlayıp bölgeden uzaklaşmaktayken nükleer cihaz infilak eder. Patlama ile birlikte şehrin ise büyük bir kısmı yok olur, yaklaşık 30.000 Amerikan askeri ile bölgede yaşayan sivil halk ölür. Vasquez ve ekibinin bulunduğu helikopter de bombanın etkisiyle yere çakılır. Kazadan yalnızca