Obrażenia odniesione przez gracza są widoczne w formie krwi na ekranie; odczekanie chwili bez odniesienia dalszych obrażeń powoduje powrót kierowanej postaci do pełni sił.
W kampanii, podzielonej na piętnaście misji, gracz współpracuje z żołnierzami kierowanymi przez komputer, wykonując zadania powiązane z fabułą. Graczowi przeciwstawiają się wrodzy komputerowi żołnierze. Zadania są zróżnicowane i polegają między innymi na zdobyciu określonego punktu, detonacji obiektów (takich jak okręt podwodny) czy też kierowaniu śmigłowcem.
Tryb kooperacji Zasadniczą przebudowę w stosunku do Call of Duty: Modern Warfare 2 przeszedł tryb kooperacji. W Modern Warfare 3 gracze mają niezależne od trybu gry wieloosobowej profile, w których gromadzone są punkty doświadczenia, zdobywane za postępy w rozgrywce. Za zdobycie określonej liczby punktów doświadczenia gracze otrzymują dodatki i modyfikatory wpływające na skuteczność w walce.