《使命召唤：世界战争》是一款设定在二战期间的第一人称射击游戏，基于多场历史战役。游戏剧情在三名可操作角色之间切换，涵盖太平洋战区和东部战线。故事从美国海军陆战队员 C. Miller 私人被日军俘虏、等待处决开始。随后剧情跨越不同战区和时间线，跳过数月。
World at War 中的战斗相当写实，玩家最多只能携带两把武器并加上手雷。AI 盟友会与你并肩作战，而且还有掩体系统，可帮助恢复健康并完成潜行任务。关卡种类丰富，包括 PBY 任务、狙击任务和海战。 
World at War 是该系列首次加入“纳粹僵尸”模式——一个 2 到 4 人合作的小游戏，玩家对抗无尽的僵尸潮。虽然该模式的地图面积较小，但通过 World at War 地图包得到了扩展。