《使命召唤：黑色行动II》是一款第一人称射击游戏，是《使命召唤：黑色行动》的直接续作，仍然以其主角为特色。剧情分为两个时间段。故事始于1986年，退役后的亚历克斯·梅森被召回执行任务，追捕多起罪行的幕后主使劳尔·梅内德斯。第二条线发生在2025年，玩家扮演梅森的儿子大卫，同样需要寻找引发第二次冷战的梅内德斯。游戏根据玩家在两条剧情线中的行为，拥有多个结局。
《黑色行动II》的战役模式同样分为两部分。故事任务中，你可以做出影响角色未来的决定。此外，2025年开放的突击部队任务设有永久死亡机制——角色死亡后无法返回检查点，只能继续游戏而不再使用该角色。
和系列前两作一样，《黑色行动II》拥有全新故事的僵尸模式。模式从2025年内华达的核实验开始，导致僵尸的出现。