Istniało wówczas prawdopodobieństwo, że prace nad grą przejmie studio Treyarch, znane wcześniej z gry Call of Duty 2: Big Red One. 11 maja 2006 roku zapowiedziano obecność Call of Duty 3 na targach Electronic Entertainment Expo.
11 lipca 2006 roku Activision opublikowało nowe informacje na temat gry; potwierdzono obecność w niej wojsk kanadyjskich i polskich, tworzenie Call of Duty 3 przez Treyarch oraz prace nad nowym silnikiem fizycznym przeznaczonym na jej potrzeby. Twórcy gry potwierdzili też, że inspiracją dla nich przy tworzeniu fabuły były filmy takie jak Najdłuższy dzień i O jeden most za daleko. Pod koniec sierpnia 2006 roku gra została pokazana na zorganizowanym przez Microsoft wydarzeniu X06. Oficjalna premiera gry na platformy Xbox 360, Xbox i PlayStation 2 miała miejsce 7 listopada 2006 roku; 14 listopada ukazała się wersja na Wii, a 17 listopada – na PlayStation 3. Edycja na Xboksa 360 została wydana ponownie 28 lutego 2008 roku w reedycji, w ramach taniej serii wydawniczej Platinum Hits.