Το Call of Duty 2 είναι ένα παιχνίδι shooter πρώτου προσώπου που διαθέτει ένα single-player story mode και ένα multiplayer mode. Ο παίκτης αναλαμβάνει τους ρόλους διαφόρων συμμαχικών πρωταγωνιστών σε συγκεκριμένες αποστολές κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Ο παίκτης μπορεί να σκύψει και να ξαπλώσει μπρούμυτα και είναι σε θέση να σκαρφαλώσει χαμηλούς τοίχους και άλλα εμπόδια. Μπορεί να μεταφέρει δύο πυροβόλα όπλα, τα οποία μπορεί να ανταλλάξει με εκείνα που αφήνει στο πεδίο της μάχης, ενώ μπορεί επίσης να μεταφέρει χειροβομβίδες θραυσμάτων και καπνογόνων. Τα σιδερένια σκοπευτικά ενός όπλου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ακριβέστερη στόχευση. Μια πυξίδα στο heads-up display (HUD) δείχνει τόσο τους συμμάχους όσο και τους εχθρούς, καθώς και δείκτες στόχων που υποδεικνύουν τοποθεσίες στις οποίες ο παίκτης πρέπει να φτάσει, περιοχές που πρέπει να υπερασπιστεί ή εχθρικά κανόνια ή τανκς στα οποία ο παίκτης πρέπει να τοποθετήσει εκρηκτικά για να τα αχρηστεύσει.

Τοποθετημένα όπλα, όπως πολυβόλα και αντιαεροπορικά κανόνια, είναι διαθέσιμα σε ορισμένες τοποθεσίες για την εξουδετέρωση εχθρικών στρατευμάτων. Επιπλέον, σε ορισμένες αποστολές ο παίκτης έχει τον έλεγχο ενός άρματος μάχης.