ファンからの人気も高い『ブラックオプス』第1作の直接の続編。1980年初頭、各国が覇権を争う激動の冷戦時代を舞台に、目に映るそのすべてが真実とは限らない、陰謀渦巻く戦いの真っただ中にプレイヤーは飛び込む。
本作のシングルプレイのキャンペーンモードでは、欺瞞や策略に満ちた刺激的なストーリーが、80年代ポップカルチャーの数々に彩られながら展開。プレイヤーは精鋭の工作員となり、世界の勢力均衡を崩し歴史を変えようと画策する謎の人物「ペルセウス」を追跡することに。歴史上の人物たちと出会い、過酷な真実に直面しながら、東ベルリン、ベトナム、トルコ、ソビエトKGB本部など、世界中の象徴的な場所で戦いを繰り広げていく。ウッズ、メイソン、ハドソンといったおなじみのキャラクター、そして策略を阻止しようと奮闘する新たな仲間とともに、陰謀渦巻く世界で闇の核心へと迫れ。
キャンペーンモードに加え、新世代のマルチプレイモードや、全く新しいゾンビモードでの協力プレイでも、冷戦時代の武器や装備の数々を手にしながら戦っていくことになる。
本作はすべてのモードで現世代機と次世代機でのクロスプレイをサポートし、セーブデータの引き継ぎにも対応。また、バトルパスシステムを用意しており、マルチプレイ用のマップや対戦モード、ゾンビモードなど、発売後も長期にわたってさまざまな無料コンテンツが定期的に追加されていく。
『コール オブ デューティ ブラックオプス コールドウォー』は、基本プレイ無料の『コール オブ デューティ ウォーゾーン』と連動したコンテンツも展開予定。『ブラックオプス コールドウォー』のゲーム内で入手した新装備を『ウォーゾーン』でも使用できるようになるなど、ゲーム進捗の一部が『ブラックオプス コールドウォー』と『ウォーゾーン』で共有される。もちろん『ウォーゾーン』プレイヤーは、これまでに入手した『コール オブ デューティ モダン・ウォーフェア』と共通のオペレーターや武器設計図なども引き続き使用可能。