《使命召喚：現代戰爭2》的故事被設定為《使命召喚4：現代戰爭》故事的5年後。俄羅斯又再次陷入政治上的紛擾不安。弗拉基米爾·馬卡洛夫（Vladimir·Makarov）這位和伊姆蘭·紮哈夫恐怖組織有關聯的粗暴領袖，策劃了壹連串即將危及世界安全的陰謀。
而在前作中綽號為“肥皂（Soap）”約翰·麥克塔維什（John MacTavish）中士，在本作已經晉升到上尉了，他仍繼續在為“英國皇家特種空勤隊（SAS）”效力，其合作單位是美國海軍的“海豹突擊隊（SEAL）”，同時他還帶領著壹支“141特戰隊（Task Force 141）。在經歷壹連串可怕的恐怖襲擊事件之後，他將繼續帶領這支特戰隊出動前往俄國，以解除當地危急的情勢。
天山那裏正是大雪紛飛的季節，特戰隊必須在這種惡劣的氣候中，滲透進敵軍深藏在山中的秘密軍事基地。在引爆大量炸藥之後，拿到情報的特戰隊必須騎上雪上摩托來擺脫敵軍的追殺。隨後，特戰隊轉而前往巴西最大的城市——裏約熱內盧，逮捕了壹名和這場陰謀有關的軍火販子，並沿著這壹條線索壹路追查到阿富汗。特戰隊渾然不覺他們的情報出了點岔子，可能也錯估了弗拉基米爾·馬卡洛夫（Vladimir·Makarov）邪惡計劃的危險性。