Как и в первой части серии игрок выступает в роли одного из солдат советского, американского и британского подразделений, ведущих боевые действия против фашистских войск. Важным отличием от первой части является отсутствие шкалы здоровья. Теперь нельзя точно сказать, насколько процентов «жив» игрок — лишь покраснение экрана в предсмертном состоянии дает понять, что настало время спрятаться и передохнуть. При этом «волшебные» аптечки были убраны из игры — теперь игрок (не менее волшебным образом) самостоятельно восстанавливается от ранений с течением времени.

В игре представлен широкий ассортимент оружия, однако за раз игрок может носить с собой только 2 вида (не считая осколочных и дымовых гранат (по 4 штуки)). Оружие и осколочные гранаты можно подбирать непосредственно с убитых врагов. Также в некоторых миссиях оружие (в частности особое — гранатометы, снайперские винтовки, дымовые гранаты) можно найти в бункерах, зданиях, либо прямо на улице. Помимо переносимого оружия в бою можно использовать стационарные пулеметы (Браунинг M1919 и MG-42), зенитные и артиллерийские орудия. Также в распоряжении игрока имеется бинокль, который в одной из миссий понадобится для наведения артиллерийского огня. В отдельных миссиях потребуется использование магнитных мин и взрывчатки для обезвреживания вражеской бронетехники, уничтожения артиллерии и подрыва дверей бункеров.

Представленные задания разнообразны: захват зданий, удержание обороны, уничтожение артиллерии и бронетехники. Также представлены миссии, в которых игрок берет на себя роль командира танка. Однако главная цель абсолютно всех миссий — выжить самому, поскольку провалить миссию можно лишь умерев (если не учитывать провал в случае намеренного убийства союзника или пленного). Все ключевые персонажи (например, командиры отрядов) в принципе бессмертны (если их смерть не является частью сюжета, либо не спровоцирована самим игроком), а второстепенные солдаты, играющие роль массовки, в большинстве миссий «генерируются» заново после смерти.

В Call of Duty игрок не выполняет роль рэмбо-одиночки — чаще всего его поддерживают несколько союзных солдат. Однако большинство убийств, конечно же, придется на его долю. Все миссии построены на скриптах — большинство ключевых событий не происходят до тех пор, пока игрок не предпримет какое-либо действие (чаще всего — побежит вперед, начав атаку). При этом в большинстве миссий солдаты противника будут появляться снова и снова до тех пор, пока не будет запущена следующая стадия скрипта. Поэтому тактика отсиживания в укромном месте или отстрела издалека фашистов из снайперской винтовки в большинстве случаев будет бесполезна — патроны не бесконечны в отличие от солдат противника.

   Кампании

Всего в игре представлено 3 кампании, охватывающие несколько периодов войны с 1941 по 1945 года. Каждая кампания разделена на задания, а каждое задание — на эпизоды. В сумме всего 10 заданий, 27 эпизодов (включая обучающий).

Сюжет игры во многих случаях перекликается с фактическим ходом Второй мировой войны. Так, например, в действительности имело место уничтожение британской автоколонны, идущей на Кан, немецким танком Тигр (см. Нормандская операция (1944)), отмеченное в записках персонажа Джона Дэвиса перед миссией «Коробочка».

Миссия по захвату рейхстага в Берлине, который ознаменовал окончание войны, в игре отсутствует, поскольку она уже была включена в первую часть игры.