Al igual que los anteriores títulos de la serie, Call of Duty 2 está basado en la Segunda Guerra Mundial. El juego recrea hechos y escenarios del conflicto de forma realista. Prácticamente, todas las batallas de COD2 (como se suele abreviar) están basadas en hechos reales. No obstante, la misión estadounidense "Colina 400" está basada en hechos reales, pero el tercer y último nivel de la misión se consigue rechazar el contraataque alemán, cosa que no ocurrió en la realidad.

El jugador puede encarnar a un soldado soviético, británico o estadounidense con la finalidad de vencer al Eje en distintas batallas.

El título se compone de cuatro campañas, que están divididas en tres batallas (salvo una que es única) y cada una de estas está dividida en varias misiones. El juego no sigue un orden estricto en cuanto al desarrollo de las campañas, ya que se basa en el año en el que nos encontramos en cada batalla. Así, al comenzar a jugar por primera vez el jugador se encuentra en 1941, pudiendo luchar únicamente en la batalla de Moscú de la campaña soviética. Una vez completada ésta, se avanza hasta 1942 y se puede continuar con la campaña soviética o participar en batallas de las otras campañas.

El jugador, a pesar de estar en prácticamente la totalidad de la aventura acompañado por soldados aliados, no puede dar órdenes a estos y por lo tanto seguirán su propio camino. En ciertas ocasiones se hace uso de vehículos para avanzar, donde el objetivo del jugador es neutralizar a los enemigos mientras un aliado lo conduce. Solo se toma el control de un vehículo en la tercera campaña, donde el jugador debe de manejar un tanque británico en Libia.