Akcja gry ma miejsce w roku 2011, kiedy przywódca radykałów dokonuje zamachu na życie prezydenta fikcyjnego kraju na Bliskim Wschodzie, a ruch ultranacjonalistyczny rozpoczyna wojnę domową w Rosji. Konflikty są widoczne z perspektyw amerykańskiego marine oraz brytyjskiego komandosa SAS-u, a toczą się one w wielu lokacjach takich jak Bliski Wschód, Azerbejdżan, Rosja i Prypeć na Ukrainie. Wieloosobowa część gry oferuje różne tryby rozgrywki i zawiera system poziomów, który pozwala graczowi na odblokowanie dodatkowych rodzajów broni, ulepszeń do niej oraz maskowań w miarę awansowania w hierarchii.
Gra zdobyła uznanie wśród krytyków, osiągając średnią ocen 94% zarówno w agregatorze GameRankings, jak i Metacritic. Chwalono w szczególności rozgrywkę, tryb gry wieloosobowej oraz fabułę, podczas gdy krytyka dotyczyła nieudanej próby wprowadzenia przez grę innowacji do gatunku first-person shooterów. Call of Duty 4 zdobyła liczne nagrody portali o grach komputerowych, między innymi Best Xbox 360 Game strony IGN. Była grą o najwyższej sprzedaży na świecie w roku 2007, wynoszącej około 7 milionów kopii do 19 stycznia 2008 i 13 milionów do maja 2009.