De first-person shooter Call of Duty: Modern Warfare 3 speelt zich onder andere af in Amerika, Engeland, Frankrijk en Duitsland. De game bevat een singleplayermodus met een verhaal dat verdergaat waar Modern Warfare 2 gestopt is.

Daarnaast heeft de game net als dat deel een Spec Ops-modus, waarin twee spelers al samenwerkend een aantal missies moeten volbrengen. In de Survival Mode moeten spelers het zo lang mogelijk volhouden tegen een steeds groter wordende stroom aan computergestuurde tegenstanders.

De competitieve modus is tot slot waarschijnlijk het populairste gedeelte van Call of Duty: Modern Warfare 3. Spelers kiezen hun wapen en een aantal speciale vaardigheden en nemen het tegen elkaar op in verschillende modi op uiteenlopende maps. Naarmate spelers meer ervaren worden, krijgen ze toegang tot meer geavanceerde wapens en vaardigheden.