Am 2. Dezember 2007 verkündete Activision Blizzard, dass der fünfte Teil der Call-of-Duty-Reihe nicht von Infinity Ward, sondern, wie der dritte Teil, von Treyarch entwickelt wird. [3]

Der neue Teil trägt den Untertitel „World at War“. Hauptentwicklungsplattform des Spieles ist die Xbox 360, allerdings erschien es auch für andere aktuelle, stationäre Konsolen, PC sowie Nintendo DS. Das Spiel enthält zwei Kampagnen (Amerikaner im Pazifik und Sowjets in Europa) im Einzelspieler- sowie im Koop-Modus auch als Mehrspieler spielbare Varianten. Die für den fünften Teil verwendete Engine entspricht der Call-of-Duty-4-Engine mit leichter Modifikation. Ebenfalls sind in diesem Teil mehrere neue Aktionen des Charakters möglich als in Call of Duty 4; Fahrzeuge kann man besetzen und steuern, und man kann mit verschiedenen Waffen große Löcher in Mauern schießen, die es ermöglichen, schneller voranzukommen. Der Entwickler hat eine verbesserte künstliche Intelligenz verwendet, etwa können sich Gegner totstellen und die Spielerfigur später von hinten angreifen. Zusätzlich soll die Wii-Version des Spieles noch den Wii-Zapper unterstützen.[4] Der Release war in den USA am 11. November 2008 und in Europa am 13. November.