Call of Duty: Black Ops oyunu, Soğuk Savaş döneminde geçen ve oyuncuların farklı karakterleri yöneterek çeşitli silahlı operasyon görevlerini yerine getirdiği bir hikayeye sahiptir. Oyunun ana hikayesi şu şekilde özetlenebilir: - 1961-1968 yılları arasında geçen hikayede, Alex Mason adlı karakterin geçmişini hatırlaması ve bu süreçte yaşadığı olaylar anlatılır. - İlk görevde, Mason ve ekibi, Fidel Castro'ya suikast düzenlemek için Küba'ya gider. - Daha sonra Vietnam'a gönderilen ekip, Khe Sahn adlı bölgede ABD ordusunun Vietnamlılar tarafından saldırıya uğramasına müdahale eder. - Oyunun sonunda, Mason, Dragovich'i öldürerek yayın merkezi Rusalka'ya baskın düzenler. Ayrıca, oyunda zombi modu da bulunmakta ve bu modda karakterler, kurgusal bir zombi saldırısına karşı kendilerini savunmak zorundadır.