''Call of Duty: Modern Warfare'' speelt zich af in een realistische, moderne wereld en focust zich op conflicten met [[terrorisme|terroristische groeperingen]]. Het verhaal van het spel is serieuzer gestemd dan dat van zijn voorgangers en tracht onder andere om verschillende perspectieven van een conflict te tonen.<ref name="verge" /> De toon van het spel in sommige missies wordt door de ontwikkelaars en journalisten gelijkend aan de controversiële missie [[No Russian]] uit ''[[Call of Duty: Modern Warfare 2]]''.<ref>{{Citeer web |url=https://gamer.nl/artikelen/e3preview/e3-preview-call-of-duty-modern-warfare-2/ |titel=Call of Duty: Modern Warfare brengt de serie dichterbij dat legendarische vierde deel |uitgever=[[Gamer.nl]] |voornaam=Jacco |achternaam=Peek |datum=2 augustus 2019 |bezochtdatum=2 augustus 2019}}</ref>
In de eerste [[cutscene]] ziet de speler de twee grootste antagonisten van het spel: Omar Suluman - alias The Wolf - en The Butcher. Hierna ziet de speler hoe enkele [[terroristen]] een [[aanslag (misdrijf)|aanslag]] in [[Londen]] willen plegen, waarna het beeld naar de eerste missie overschakelt. De speler speelt als Alex;, een [[CIA]] agent die onder leiding van Kate Laswell en [[kolonel]] Norris met [[Amerikaanse mariniers]] een Russische basis van [[generaal]] Roman Barkov; (de derde antagonist van het spel) binnenvalt. De missie gaat fout;, meerdere [[mariniers]] sneuvelen en heteen gevaarlijk gas wordt er gestolen door terroristen. De CIA neemt de missie om hetdit gestolen gas te vinden op zich en Laswell schakelt SAS-[[Kapitein (rang)|kapitein]] [[Captain John Price]] in om het gas te lokaliseren en te bemachtigen. Price vermoedt dat het gas in Londen is en gaat daarnaartoe terwijl SAS-sergeant [[Kyle Garrick]] met de politie van Londen een aanslag probeert tegen te gaan. Veel burgers en agenten komen om bij de aanslag en Garrick wordt net op tijd gered door Price. Ze gaan het gebouw binnen en vinden daar de gijzelaars waarvan 1 een bomvest aanheeft,. Price beseft dat ze de bom niet op tijd kunnen uitschakelen en gooit de man naar beneden zodoendeom zo de andere gijzelaars reddendte redden. De terroristische organisatie Al Quatala van The Wolf en The Butcher eist de aanslag op en de CIA vermoedt dat zij in bezit van het Russische gas zijn,. zeDaarom laten ze Alex samenwerken met de [[militie]] van Farah en Hadir Karim in het fictieve land Urzikstan dat bezet is door troepen van generaal Barkov. Ze makensmeden planneneen plan om de Russische basis aan te vallen en creëren een afleidingafleidingsmanoeuvre in een nabijgelegen stad. Russische versterkingen vanuit de basis komen naar de stad om dehun soldatenmedesoldaten te helpen en de militie neemt met behulp van drones en een Apache-gevechtshelikopter de Russische basis over. Price en Garrick vallen met behulp van de SAS een huis in Londen binnen en elimineren al de aanwezige Al Quatala leden,. zeHierna lokaliseren ze The Wolf en Alex neemt hem samenin samenwerking met sergeant Griggs uit(zie [[Call of Duty 4: Modern Warfare]]) gevangen na hevige gevechten. Ze nemen hemThe Wolf mee naar de Amerikaanse [[ambassade]], enmaar worden aangevallen door Al Quatala. Price en Garrick landen op het dak en vechten zichzelfzich een weg naar Alex, Farah en Hadir,. zeUiteindelijk vluchten ze naar de [[Compound (leefgemeenschap)|compound]] van de [[ambassadeur]] en houden ze Al Quatala tegen, maar zij bevrijden The Wolf alsnog. Farah en Alex gaan naar een dorp langs de snelweg om The Wolf tegen te houden,. alsWanneer ze overlopenoverrompeld worden door de herstelde Russische troepen onthuldonthult Hadir dat hij het gas heeft gestolen enin gebruikteen het ompoging de Russen te stoppen. Farah en Alex raken allebei bewusteloos waarna een [[Flashback (techniek)|flashback]] van 20 jaar eerder volgt waarbij Farah een klein meisje is en haar ouders vermoord worden door de Russen. Farah en Hadir worden vervolgens gevangen genomen door Generaal Barkov zelf. terugTerug in het heden worden Alex en Farah gered door Price en Garrick en vallen de schuilplaats van The Wolf binnen. De SAS stelt het huis veilig en Alex en Farah gaan het tunnelcomplex binnen waarbij ze van de rest worden afgesloten. Ze doden The Wolf en ontmantelen de bom die hij draagt. DeNa deze missie wordt hen duidelijk gemaakt dat de Amerikaanse regering bestempelt Farahs organisatie vanaf heden als een terreurgroep, bestempelt. Alex blijft echter met haar samenwerken terwijl Price en Garrick samen met Nikolai uit de(zie andere modern warfareModern Warfare-delen) achter The Butcher en Hadir gaan. Ze vermoorden The Butcher en stellen het overgebleven gas veilig waarna ze naar Barkovs landgoed gaan en Hadir gevangen nemen,. hijHij geeft hen informatie over de fabriek waar dit gas gemaakt wordt waarna hij door de VS aan [[Rusland]] wordt uigeleverduitgeleverd. Price, Garrick, Alex en Farahs organisatie vallen de fabriek aan en Alex offert zichzelf op om de fabriek op te blazen. Farah is inmiddels aan boord van Barkovs [[helikopter]] en vermoordt hem. AanOp het einde praatspreekt Price met Laswell over [[Task Force 141]] uit voorgaande Call of Duty: Modern Warfare-delen, hierbij komen verschillende oude karakters aan bod.
