伊萊亞斯·沃克與他的兩個兒子——海什·沃克與洛根·沃克聊完關于“幽靈”的故事之后開始回家，突然遭遇不明震動。伊萊亞斯帶著海什、洛根跑到公路上后，敏銳地察覺到這是天基軌道轟炸衛星“奧丁”發出的動靜。畫面轉移到15分鐘前的太空。維護人員在返回“奧丁”控制站后突然遭遇南美洲國家聯邦（以下簡稱“聯邦”）武裝人員的襲擊，“奧丁”系統控制權落入聯邦手中。兩名空間站維護人員奮力脫險后發現“奧丁”天基武器系統被敵人操縱，并迅速向美國多個重要城市鎖定并發射了動能武器。休斯頓預計攻擊導致超過2700萬人傷亡，立即啟動緊急預案，引爆“奧丁”控制站。兩名維護人員脫離空間站后摧毀了“奧丁”天基武器發射器但壯烈犧牲。畫面轉回地面，洛根與哥哥海什親眼目睹了“奧丁”的動能炮彈導致大地震動，土地崩裂，建筑被成片摧毀。最終二人登上父親伊萊亞斯的卡車，繼續逃離。

在遭受“奧丁”毀滅性打擊后，美國位于中東主要的能源基地被摧毀，實力大為削弱。在未來的十年中，聯邦實力迅速發展，統一了南美洲并向北推進，進攻到美國本土。為了捍衛美利堅的榮耀，美國決心抗戰到底。殊死較量后，戰況逐漸趨于平衡。與此同時，洛根與海什加入了美國軍隊，二人還擁有了一個好戰友——軍犬萊利。

兄弟二人與萊利在一次洛杉磯的安全巡邏后與友軍匯合，隨后遭遇聯邦軍隊。激戰過程中洛根一行人救援了一隊被聯邦軍隊包圍的友軍，消滅敵人后眾人駛向圣塔莫尼卡堡壘報告任務簡報。在那里，洛根與海什見到了美國的一處軍事基地和他們的父親伊萊亞斯，一番交談后伊萊亞斯交代給了他們一項新的調查任務。

收到任務后，兄弟二人被派到稱作“無人區”的地方去收集關于聯邦活動的情報。這里曾是主角的老家，而今面目全非，一片廢墟。眾人發現了聯邦的一處大型軍事營地，并得知聯邦在 組織人員執行挖掘、調查任務。“萊利”深入敵后，發現了反派洛克正試圖槍殺“幽靈”部隊成員阿賈克斯但沒有開槍，洛克下令將所有物品與阿賈克斯帶到查理火力基地并執行“歸鄉行動”。情報獲得后，兄弟二人與“萊利”繼續前行，沿途與”幽靈“部隊成員梅瑞克和基根匯合并告知他們關于阿賈克斯的消息。眾人聽從梅瑞克的指令抵達了查理火力基地——一處體育場。

眾人確定了阿賈克斯的具體位置，攻進了體育場。趕到此處時卻發現阿賈克斯被轉移到他處，眾人感覺不妙，隨機搜查其他位置。部隊攻進底層更衣室后發現了阿賈克斯，但他因重傷而犧牲。眾人發現了此處的一份資料，上面顯示洛克要對“幽靈”部隊動武。在遠程狙擊槍的火力支援下，眾人撤離了體育場。

在小分隊營救阿賈克斯的時候，聯合會突襲了防御軍基地，防御部隊陷入了混亂。小分隊迅速趕回圣塔莫尼卡堡壘，發現此處遭遇聯邦陸海空全方位進攻。兄弟二人奉命去支援海濱上的部隊并防御無人機控制中心。在聯邦部隊的猛烈進攻下，海濱機槍陣地與無人機控制被摧毀。海濱最終失守，指揮中心決定部隊回撤到第二防御陣地，兄弟二人想回到海濱指揮中心尋找父親，但發現指揮中心失火了。上樓途中洛根被敵軍刺傷，但被海什營救。就在兄弟二人絕望之際，從天而降的“幽靈”部隊把他們救到了直升機上。之后兄弟二人才明白原來他們的父親伊萊亞斯就是“幽靈”部隊的指揮官。而這次“歸鄉行動”的考驗成功，讓海什與洛根兄弟二人如愿成為了“幽靈”部隊的成員。伊萊亞斯告訴他們：洛克曾是“幽靈”部隊的一員。

12年前，在聯邦領導人阿瑪格羅的暴政下，南美掀起了反美風暴。洛克作為當時“幽靈”部隊的指揮官，說服了華盛頓讓美軍去進攻聯邦，而讓“幽靈”部隊去刺殺阿瑪格羅。

“幽靈”部隊乘著直升機在加拉加斯成功降落，洛克帶領小隊開始了突襲任務。進攻途中洛克下令摧毀敵方的兩輛導彈發射車，但還是有一輛發射車在“幽靈”趕到前發射了導彈。瘋狂的敵軍用導彈炸毀了大壩，頓時水淹全城，敵對雙方均死傷慘重。洛克帶領小隊趕到了一處樓房，繼續執行刺殺任務，眾人抵達樓頂后，樓頂終因撐不住水流沖擊而倒塌。伊萊亞斯被水流沖向他處，被洛克救起。二人之后與梅瑞克建立了聯系。隨后在旅館鎖定了阿瑪格羅的直升機并跳了上去，伊萊亞斯用手槍對準了阿瑪格羅，但因阿瑪格羅動作敏捷被打倒在地。就在阿瑪格羅用手槍對準伊萊亞斯的千鈞一發之際，洛克擊倒了阿瑪格羅，再次救了伊萊亞斯一命。伊萊亞斯見此機會成功刺殺阿瑪格羅。隨后直升機失去控制，伊萊亞斯用手抓住了就要墜落的洛克，但因為洛克的身上卡著許多鋼材而導致直升機超重，如果繼續保持這樣的重量直升機將會墜落。伊萊亞斯不得不在梅瑞克的勸說下做了艱難的決定，松開了手，一個傳奇人物般的洛克就這樣墜落到湍急的水流中。