Свіжий підхід у тривалій франшизі Call of Duty, коли оригінальні розробники повернулися за кермо. У главі 4 гравець бере на себе роль британського S.A.S., члену загону в різних місіях у Європі, а також американської морської піхоти на Близькому Сході, яка бореться проти вигаданої глобальної терористичної особи.
Не порушуючи традицій своєї спадщини, Call of Duty 4 - справжній військовий FPS, лише цього разу гравець бореться у вигаданій обстановці та в сучасному світі проти сучасних ворогів та подібної зброї. Існують різні місії на основі передвиборчої кампанії, які дозволяють гравцеві взяти на себе роль двох різних солдатів, із двох різних видів дисципліни військового забезпечення. Як зазвичай, багатокористувацька гра також доступна з різними режимами гри.
Місії в одиночній кампанії дають різні завдання для виконання та проводять гравця через багато поворотів, коли сюжет розгортається. Доступний великий арсенал зброї, що пропонує різноманітні варіанти на різні стилі гри. Вперше гра працює не на двигуні id Tech, а на власному 3D-двигуні, заснованому на стандартах id Tech, з фізикою, динамічним освітленням, цвітінням та глибиною різкості.