Call of Duty 2 je střílečka z pohledu první osoby, která má příběhový režim pro jednoho hráče a režim pro více hráčů. Hráč se ujme role několika spojeneckých hrdinů v konkrétních misích během druhé světové války. Hráč se může krčit a ležet na zádech a je schopen překonávat nízké zdi a další překážky. U sebe lze nosit dvě střelné zbraně, které lze vyměnit za ty, které zůstaly na bojišti, a také lze nosit tříštivé i kouřové granáty. K přesnějšímu míření lze použít železná mířidla zbraně. Kompas na náhlavním displeji (HUD) zobrazuje spojence i nepřátele a značky cílů, které označují místa, jichž musí hráč dosáhnout, oblasti, které je třeba bránit, nebo nepřátelská děla či tanky, na něž musí hráč nastražit výbušniny, aby je zneškodnil.

Na některých místech jsou k dispozici umístěné zbraně, jako jsou kulomety a flakové kanóny, které slouží k likvidaci nepřátelských jednotek. V některých misích navíc hráč ovládá tank.