30 апреля 2010 года руководитель студии Treyarch Марк Ламия (Mark Lamia) сообщил, что в Call of Duty: Black Ops помимо однопользовательского и многопользовательского режима игры также появится кооперативная игра, впервые представленная в серии Call of Duty в игре Call of Duty: World at War.

10 мая 2010 года появилась информация о том, что в игре будет присутствовать кооперативный режим для четырёх игроков.

2 сентября 2010 года после официальной презентации мультиплеер составляющей Call of Duty: Black Ops менеджер студии Treyarch по связям с общественностью Джош Олин (Josh Olin) сказал, что студия на данный момент не готова представить анонс кооперативного режима.

13 сентября 2010 года исполнительный продюсер игры Call of Duty: Black Ops Дэн Суарез ({{lang-en|Dan Suarez}}) в интервью Gamertag Radio сообщил, что в этом году в игре не будет представлен кооперативный режим, но будет локальный мультиплеер и тренировочные миссии на одном экране. В данном случае интересно, что Суарез говорил только про текущий, 2010 год, поэтому вполне может быть кооперативный режим будет предлагаться в следующем году в виде DLC.

Сюжет

25 февраля 1968 года сотрудник ЦРУ Алекс Мэйсон приходит в себя в комнате для допроса привязанным к стулу. Он не имеет информации о своем местонахождении и выслушивает массу вопросов со стороны неизвестных людей по поводу расположения некой номерной радиостанции. Большая часть игры представлена в виде воспоминаний главного героя с 1961 по 1968 годы.

В 1961 году агенты Мэйсон, Фрэнк Вудс и Джозеф Боумен находятся на Кубе, выполняя операцию в заливе Свиней с целью ликвидации Фиделя Кастро. Мэйсон справляется с задачей, убивая Кастро, но на обратном пути, сев в самолет, команда обнаруживает, что путь на взлет прегражден грузовиками, Мэйсон выпрыгивает из самолета, и расчищает путь зениткой, но сам при этом попадает в плен. Как оказалось, Мэйсон убил двойника Кастро, а настоящий Кастро, учитывая сотрудничество с СССР, передает Мэйсона генералу Никите Драговичу. После этого Мэйсон находится в ГУЛАГе в Воркуте. Во время заключения под стражей он становится другом Виктора Резнова, бывшего солдата Красной Армии. Виктор рассказывает Мэйсону о людях, ответственных за пытки над агентом — Драговиче, его заместителе-помощнике Льве Кравченко и бывшем нацистском ученом Фридрихе Штайнере. Каждый из этих людей был также связан с Резновым. В октябре 1945 года он совместно с Драговичем, Кравченко и Дмитрием Петренко (главный герой советской кампании в Call of Duty: World at War) был частью подразделения, отправленного на поиски Штайнера, скрывавшегося с отрядом СС в области северного полярного круга. Во время операции Драгович предает Резнова и тестирует разработку Штайнера, химическое вещество «Нова-6», используя её для отравления Петренко и еще двух советских солдат. То же самое собираются сделать с Резновым, Невским и Твелиным, но они спасаются во время перестрелки британского спецназа с войсками СССР. В момент конфронтации ему удается затопить вмерзший в лед немецкий корабль с «Новой-6». Позднее Штайнер совместно с британским ученым Дэниелом Кларком воссоздаст это химическое оружие. После событий в Арктике Виктор Резнов попадает под заключение в Воркуте. Мэйсон и Резнов начинают бунт среди заключенных для совершения побега. Мэйсон единственный выбирается из Воркуты.

Месяц спустя президент США Джон Кеннеди дает разрешение на убийство Драговича. В ноябре 1963 года Мэйсона, Вудса и Боумена отправляют на космодром Байконур Казахской ССР для подрыва советской космической программы и уничтожения нацистов, получивших убежище в России в обмен на их знания. Во время операции русский агент Григорий Уивер попадает в плен и Мэйсон наблюдает за тем, как Кравченко выкалывает ему глаз. Мэйсону удалось спасти Уивера, и ему с командой удалось уничтожить космический корабль «Союз-2». Драгович уходит от агентов, заставляя Мэйсона искать его на протяжении следующих пяти лет. К 1968 году американцы создают подразделение MACV-SOG для наблюдения за действиями СССР во Вьетнаме. После успешной защиты при осаде Кхесани, группа направляется в город Хюэ во время Тетского наступления для поиска русского перебежчика, имеющего документы с информацией о Драговиче. Команде удается заполучить документы от Резнова, который оказывается их носителем. SOG вторгаются в Лаос с целью извлечения груза с «Новой-6» из разбившегося советского самолета. Группа оказывается захвачена после нападения со стороны вьетнамских войск и спецназа СССР на месте крушения. Мэйсону и Резнову удается спастись, в то время как Боумена казнят, а Вудс, убив Кравченко, попадает в больницу.