O jogo deve ter início dentro de um avião SR-71 Blackbird, onde quatro soldados das forças especiais estarão presentes e indo diretamente para o campo de batalha. Durante o vôo os quatro soldados receberão instruções para conseguirem passar por tropas Russas. Após isso, a ação se volta para os quatro já em campo de batalha pronto para se infiltrarem numa estação de radar.

O enredo deve ser voltado em pelo menos dois personagens principais, envolvidos em vários conflitos internacionais ocorridos durante a Guerra Fria. Segundo, Mark Lamia, da Treyarch Call of Duty: Black Ops irá abranger um período mais longo após a Guerra Fria, no entanto, tudo ainda é guardado em segredo.

A equipe responsável pela produção do jogo está realizando pesquisas exaustivas sobre esses conflitos internacionais e para isso contam com a ajuda dos veteranos da Studies and Observations Group, e de uma unidade de forças especiais da CIA que lutou durante a Guerra do Vietnã. Além de um soldado das forças especiais soviéticas.

A Treyarch menciona também que Black Ops terá uma grande variedade de cenários e jogabilidade.