「コールオブデューティー」シリーズ第8作目、『Call of Duty 4: Modern Warfare』・『Call of Duty: Modern Warfare 2』の続編にしてモダン・ウォーフェア三部作の完結編。
『COD:MW3』は『COD:MW2』のラストシーン直後から始まる。第三次世界大戦の戦火が拡大しており、戦場となった米国ニューヨークとヨーロッパ諸国を舞台にそれぞれの特殊部隊、そしてタスクフォース141部隊を追体験する。
MW1・MW2では明かされなかった真実と、復讐の連鎖の果てに待ち受けるものとは…?
日本ローカライズは『COD:MW2』や『COD:BO』に引き続きスクウェア・エニックス。
『COD:BO』と同じく字幕版・吹き替え版の2バージョンを発売した。
なお、本作の開発協力をしていたSledgehammer Gamesは、後に『Call of Duty: Advanced Warfare』を開発担当している。