本作的剧情承接了2代的剧情，并且对现代战争中的主角的去向都做了一个了结。
1.开端
大家一定还记得现代战争2的结尾吧，141特遣队的“肥皂”在受重伤的情况下杀死了谢菲尔德，之后被普莱斯和尼古莱一同救走，本作的剧情就是从这开始的。不过很快就转到了美军这边，此次的美军主角是三角洲特种部队的“霜寒”（英文为Frost，与战地3的引擎名相同）玩家要跟着小队队长“沙人”（Sandman）一同摧毁俄军的无线干扰器并拯救纽约。最终主角一行人不仅成功摧毁无线干扰器，还让俄军大乱阵脚，从而一鼓作气把俄国人赶出了美国。不过故事还并没有结束。
2.发展
经过一番艰辛的治疗，“肥皂”总算是脱了险。不过主角却不再是他，而是换为一名同样是141特遣队的成员，来自俄国的尤里，而肥皂一行人也再次踏上了寻找马卡洛夫的征途。与此同时，由于俄国战败，美俄双方决定在德国柏林进行和谈。而正当俄国总统乘坐飞机前往柏林的途中，马卡洛夫突然出现并将总统和他的女儿劫走。结果美俄两国再度失去信任，使得俄军派出重兵前往德国。而美军也不好过，己方的副总统被俄军扣押。于是两方人马在欧洲再度交火。与此同时，马卡洛夫派人在欧洲各地施放毒气弹，使得欧洲大部分城市一片毒烟笼罩，死气沉沉。
3.高潮
面对现在的窘况，主角们没有退缩。先是141特遣队处理了向马卡洛夫销售毒气弹的军火贩子，美军也成功救出了副总统并且抓住了马卡洛夫的炸弹专家，从而解除了炸弹危机并得知了马卡罗夫的重要情报。剧情转回到141特遣队方面，肥皂一行人收到消息来到捷克准备活捉马卡洛夫，不料被马卡洛夫反将了一军，肥皂因此不幸牺牲（还是挂掉了···可惜啊）同时普莱斯也因此得知了尤里和马卡洛夫之间那不为人知的一幕。但是，战友的牺牲已经让普莱斯无法再容忍下去了，于是与尤里一起扫荡了马卡洛夫的大本营，但还是没找到马卡洛夫。与此同时，美军在柏林接到了俄国总统女儿的电话，准备前去营救。
4.结尾
虽然美军在柏林不幸让马卡洛夫的人带走了总统女儿，但最后还是与141特勤队一起在俄罗斯的斯伯利亚东部救回了总统和其女儿。但是美军的主角一行人也因此而牺牲（实在是很悲情啊），好在换回了两国之间的和解。接下来就是要跟最大的幕后黑手算总帐了，于是乎普莱斯和尤里一起前往阿拉伯半岛处决马卡洛夫。最终经过一番激战，普莱斯终于用钢筋勒死了这个危险的恐怖分子。而故事也就这么结束了，好吧，这次编剧真的很给力，最终只让普莱斯一个人活了下来，而其他主角则都不幸被编剧给写死了。但是宏大的战争剧情还是让人大呼过瘾的，而且现代战争的故事终于有了一个交代，玩家们也终于可以歇一歇了。