Vývoj Modern Warfare 3 poznamenala nepříjemná událost, kdy se Infinity Ward, studio stojící za touto sérií, potýkalo s problémy s jejich vydavatelskou společností Activision. V důsledku toho dala většina zaměstnanců studia výpověď a odešla založit nové studio. Zbývající lidé v IW si uvědomili, že vývoj sami nezvládnou a pozvali k němu ještě vývojářská studia Sledgehammer Games a Raven Software, která své úsilí soustředila hlavně na multiplayerovou stránku hry. O vývoj singleplayeru se opět stará především Infinity Ward.

Příběh začíná krátce po konci Modern Warfare 2, kde jsou USA okupovány Ruskou federací a John Price a John "Soap" MacTavish jsou na útěku. Podobně jako v předchozích dílech se hráč ujme role ještě několika dalších postav. Nejdůležitější z nich je člen US Army Delta Force s přezdívkou Sandman a Derek "Frost" Westbrook, člen britských SAS.

Jak už bylo řečeno, hra přímo navazuje na Modern Warfare 2, kde se Američanům podařilo osvobodit Washington a nyní se chystají to samé udělat v New Yorku. Mezi další místa, kde se hra odehrává patří Londýn, Paříž, Berlín, Dubaj a mnoho dalších včetně, pro nás asi nejzajímavější, Prahy a jednoho hradu v českých horách.

Multiplayer prošel několika změnami. V první řadě byl překopán celý systém killstreaků. Ty se nyní nazývají pointstreaky a pro jejich naplnění není nutné jenom zabíjet nepřátelské hráče, ale body se připočítávají i za podpůrné akce jako je obsazení vlajky v CTF nebo položený bomby v S&D. Pointstreaky jsou rozděleny mezi tři herní třídy - assault, support a specialist. Pro každou třídu je dostupná jiná sada pointstreaků. Ze hry byly rovněž odstraněny nejotravnější perky, jako je Last Stand nebo Commando. Nechybí ani velké množství attachmentů pro zbraně, kde se jako největší novinka objeví tzv. hybrid scope. Oproti Modern Warfare 2 běží multiplayer na dedikovaných serverech, přítomna je i možnost hraní přes LAN.