После анализа изображения с обложкой игры, утекшей раньше времени в сеть, специалисты сделали вывод, что действие игры будет проходить как минимум в наши дни, так как человек с обложки одет в современную военную одежду, а дополнительный модуль, установленный на пистолете, так же современный. Появившиеся днём позже картинки из игры подтвердили догадки о том, что действия будет проходить в будущем.

Первый официальный трейлер, показанный 1 мая 2012 года, дал ответы практически на все догадки, которые строились ранее: действие игры проходит в будущем, Френк Вудс выжил в том взрыве из первой части и дожил до этого времени, в игре он будет показан как в контексте событий первой части игры, когда он ещё молод, так и в настоящее время, главный герой игры — сын Алекса Мэйсона ({{lang-en|Alex Mason}}), который был главным героем Call of Duty: Black Ops, по имени Дэвид Мэйсон ({{lang-en|David Mason}}). В игре будет присутствовать миссия в Афганистане, в которой игрок будет управлять Алексом Мэйсоном. Показан кусочек видео, который подтвердил наличие в игре модуля для оружия, позволяющего видеть цели через стены. Различные боевые роботы, которые появятся в игре и которыми игрок сможет управлять, включают в себя и того, который был показан в видео на канале FPSRussia. В одиночной кампании одна из миссий — спасение президента Соединённых Штатов Америки из Лос-Анджелеса, на который нападают роботы под управлением главного злодея по имени Рауль Менендез (Raul Menendez). Трейлер тут же появляется на официальном YouTube канале Call of Duty, а позже Treyarch создала отдельный ролик, рассказывающий про Менендеза.

На пресс-конференции, посвященной официальному анонсу игры, рассказано о том, что одиночная кампания будет нелинейной и от выбора игрока будет зависеть развитие событий игры. Путём выбора различных миссий игрок будет определять ход событий. Наличие свободного выбора миссий не значит, что у игры не будет глубокой истории и сюжета, который будет держать игроков в напряжении. Всю одиночную кампанию можно будет пройти за одного бойца, а можно и переключаться между другими бойцами. Ведение боевых действий теперь очень разнообразно: можно самому участвовать в них, как солдату, а можно предоставить ведение боя компьютеру, а на себя взять управление различными роботами, доступными в игре.

Treyarch заявляет, что поддерживает киберспорт и Call of Duty: Black Ops II не будет исключением. Руководитель студии Марк Ламия заявил, что на данный момент не готов объявить информацию о поддержке выделенных серверов, так как студия преследует цель предоставить игровой процесс именно таким, каким он был задуман и разработан. На выделенных серверах игровой процесс может быть совсем другим, так как не находится под контролем Treyarch, например, переход с одного уровня на другой может требовать большего количества XP + выделенные сервера более уязвимы для читерства.

Разработкой игры занимается более 300 разработчиков и тестеров. Сотрудники студии Treyarch — это примерно 250 человек, остальные — студии-контрактники.

После официального анонса Марк Ламия заявил, что его студия разделяет некоторые взгляды со студией Infinity Ward, одним из примеров он назвал обязательное требование по производительности — 60 fps во всех сценах. Позже в других интервью Ламия подтверждает, что требование к производительности в 60 fps остаётся для студии в силе и оно выполнено, в дополнение к этому он заверил игроков, что графика в игре улучшена, хоть и обеспечивается старым движком. Ламия заметил, что для улучшения картинки наличие нового движка необязательно, доработка текущего движка вполне может выполнить поставленную задачу.