伊莱亚斯·沃克与他的两个儿子——海什·沃克与洛根·沃克聊完关于“幽灵”的故事之后开始回家，突然遭遇不明震动。伊莱亚斯带着海什、洛根跑到公路上后，敏锐地察觉到这是天基轨道轰炸卫星“奥丁”发出的动静。画面转移到15分钟前的太空。维护人员在返回“奥丁”控制站后突然遭遇南美洲国家联邦（以下简称“联邦”）武装人员的袭击，“奥丁”系统控制权落入联邦手中。两名空间站维护人员奋力脱险后发现“奥丁”天基武器系统被敌人操纵，并迅速向美国多个重要城市锁定并发射了动能武器。休斯顿预计攻击导致超过2700万人伤亡，立即启动紧急预案，引爆“奥丁”控制站。两名维护人员脱离空间站后摧毁了“奥丁”天基武器发射器但壮烈牺牲。画面转回地面，洛根与哥哥海什亲眼目睹了“奥丁”的动能炮弹导致大地震动，土地崩裂，建筑被成片摧毁。最终二人登上父亲伊莱亚斯的卡车，继续逃离。

在遭受“奥丁”毁灭性打击后，美国位于中东主要的能源基地被摧毁，实力大为削弱。在未来的十年中，联邦实力迅速发展，统一了南美洲并向北推进，进攻到美国本土。为了捍卫美利坚的荣耀，美国决心抗战到底。殊死较量后，战况逐渐趋于平衡。与此同时，洛根与海什加入了美国军队，二人还拥有了一个好战友——军犬莱利。

兄弟二人与莱利在一次洛杉矶的安全巡逻后与友军汇合，随后遭遇联邦军队。激战过程中洛根一行人救援了一队被联邦军队包围的友军，消灭敌人后众人驶向圣塔莫尼卡堡垒报告任务简报。在那里，洛根与海什见到了美国的一处军事基地和他们的父亲伊莱亚斯，一番交谈后伊莱亚斯交代给了他们一项新的调查任务。

收到任务后，兄弟二人被派到称作“无人区”的地方去收集关于联邦活动的情报。这里曾是主角的老家，而今面目全非，一片废墟。众人发现了联邦的一处大型军事营地，并得知联邦在 组织人员执行挖掘、调查任务。“莱利”深入敌后，发现了反派洛克正试图枪杀“幽灵”部队成员阿贾克斯但没有开枪，洛克下令将所有物品与阿贾克斯带到查理火力基地并执行“归乡行动”。情报获得后，兄弟二人与“莱利”继续前行，沿途与”幽灵“部队成员梅瑞克和基根汇合并告知他们关于阿贾克斯的消息。众人听从梅瑞克的指令抵达了查理火力基地——一处体育场。

众人确定了阿贾克斯的具体位置，攻进了体育场。赶到此处时却发现阿贾克斯被转移到他处，众人感觉不妙，随机搜查其他位置。部队攻进底层更衣室后发现了阿贾克斯，但他因重伤而牺牲。众人发现了此处的一份资料，上面显示洛克要对“幽灵”部队动武。在远程狙击枪的火力支援下，众人撤离了体育场。

在小分队营救阿贾克斯的时候，联合会突袭了防御军基地，防御部队陷入了混乱。小分队迅速赶回圣塔莫尼卡堡垒，发现此处遭遇联邦陆海空全方位进攻。兄弟二人奉命去支援海滨上的部队并防御无人机控制中心。在联邦部队的猛烈进攻下，海滨机枪阵地与无人机控制被摧毁。海滨最终失守，指挥中心决定部队回撤到第二防御阵地，兄弟二人想回到海滨指挥中心寻找父亲，但发现指挥中心失火了。上楼途中洛根被敌军刺伤，但被海什营救。就在兄弟二人绝望之际，从天而降的“幽灵”部队把他们救到了直升机上。之后兄弟二人才明白原来他们的父亲伊莱亚斯就是“幽灵”部队的指挥官。而这次“归乡行动”的考验成功，让海什与洛根兄弟二人如愿成为了“幽灵”部队的成员。伊莱亚斯告诉他们：洛克曾是“幽灵”部队的一员。

12年前，在联邦领导人阿玛格罗的暴政下，南美掀起了反美风暴。洛克作为当时“幽灵”部队的指挥官，说服了华盛顿让美军去进攻联邦，而让“幽灵”部队去刺杀阿玛格罗。

“幽灵”部队乘着直升机在加拉加斯成功降落，洛克带领小队开始了突袭任务。进攻途中洛克下令摧毁敌方的两辆导弹发射车，但还是有一辆发射车在“幽灵”赶到前发射了导弹。疯狂的敌军用导弹炸毁了大坝，顿时水淹全城，敌对双方均死伤惨重。洛克带领小队赶到了一处楼房，继续执行刺杀任务，众人抵达楼顶后，楼顶终因撑不住水流冲击而倒塌。伊莱亚斯被水流冲向他处，被洛克救起。二人之后与梅瑞克建立了联系。随后在旅馆锁定了阿玛格罗的直升机并跳了上去，伊莱亚斯用手枪对准了阿玛格罗，但因阿玛格罗动作敏捷被打倒在地。就在阿玛格罗用手枪对准伊莱亚斯的千钧一发之际，洛克击倒了阿玛格罗，再次救了伊莱亚斯一命。伊莱亚斯见此机会成功刺杀阿玛格罗。随后直升机失去控制，伊莱亚斯用手抓住了就要坠落的洛克，但因为洛克的身上卡着许多钢材而导致直升机超重，如果继续保持这样的重量直升机将会坠落。伊莱亚斯不得不在梅瑞克的劝说下做了艰难的决定，松开了手，一个传奇人物般的洛克就这样坠落到湍急的水流中