Call of Duty: Black Ops Zombies mengangkut pemain ke dalam pengalaman penembak orang pertama yang intens yang berlatar di dunia pasca-apokaliptik yang dipenuhi oleh gerombolan zombie yang tak henti-hentinya. Awalnya dirancang untuk konsol, permainan ini telah berhasil diadaptasi untuk perangkat mobile, dengan grafis yang mengesankan dan mekanisme permainan yang menarik yang membuat pemain tetap waspada. Mengambil peran sebagai pejuang tunggal, pemain harus menavigasi jalanan yang ditinggalkan, gedung-gedung gelap, dan instalasi militer yang diperkuat, sambil menghadapi gelombang undead dalam misi mereka untuk menyelamatkan penyintas yang masih tersisa.
Sepanjang permainan, pemain akan menemui berbagai jenis zombie dan bos yang kuat, ditandai dengan keberadaan cache senjata berharga di dekatnya. Beragam pilihan pertempuran tersedia bagi pemain, mulai dari serangan jarak dekat dengan pisau hingga granat yang meledak dan senjata api yang kuat, memungkinkan untuk strategi kreatif selama pertempuran. Selain pengalaman bermain solo yang mendebarkan, permainan ini juga mencakup mode multiplayer kooperatif untuk hingga empat pemain, dengan dukungan obrolan suara untuk upaya tim yang terkoordinasi.
Untuk memahami kontrol permainan sepenuhnya, sembari mengenali berbagai lawan zombie dan mengembangkan strategi yang efektif melawan mutant raksasa, peserta dianjurkan untuk berlatih di mode pemain tunggal sebelum terjun ke dalam permainan kooperatif.