Akcja produkcji rozpoczyna się w przyszłości, dokładnie w roku 2052. Prywatna korporacja militarna ATLAS Corporation, dowodzona przez Jonathana Ironsa (w tej roli znany aktor Kevin Spacey), chce uratować ludzkość, starającą się stanąć na nogi po globalnym, terrorystycznym ataku na wojsko i kluczową infrastrukturę. Gracz wciela się w jednego z żołnierzy, korzystającego w walce z zaawansowanych technologicznie urządzeń, w tym wspomnianego egzoszkieletu. Naszym zadaniem, wraz z resztą doskonale przeszkolonego oddziału, jest przywrócenie porządku na pogrążonym w chaosie świecie.

Rozgrywka opiera się na wykorzystywaniu niezwykłych możliwości futurystycznego uzbrojenia. Dodatkowo twórcy zatroszczyli się o większą swobodę podczas misji, dzięki czemu możliwe jest stosowanie różnych strategii w czasie walki oraz ulepszanie dostępnego asortymentu. Podczas starć strzelamy z pistoletów i karabinów wykorzystujących zwykłą amunicję, choć do dyspozycji otrzymamy także broń energetyczną oraz inne nowoczesne gadżety. Kilka z tych nowości znalazło się także w usprawnionym trybie multiplayer.

Call of Duty: Advanced Warfare zostało wzbogacone o kooperacyjny tryb przetrwania gdzie możemy wraz z trojgiem przyjaciół zmierzyć się z pojawiającymi się falami przeciwników.