Call of Duty: Black Ops Zombies นำผู้เล่นเข้าสู่ประสบการณ์การยิงมุมมองบุคคลที่หนึ่งที่เข้มข้นซึ่งตั้งอยู่ในโลกหลังหายนะที่ถูกคุกคามด้วยฝูงซอมบี้ที่ไม่มีที่สิ้นสุด เดิมออกแบบมาสำหรับคอนโซล แต่ได้ถูกปรับให้เหมาะสมกับอุปกรณ์เคลื่อนที่ได้อย่างสำเร็จ โดยมีกราฟิกที่น่าประทับใจและกลไกการเล่นที่น่าสนใจซึ่งทำให้ผู้เล่นตื่นตัวตลอดเวลา ในฐานะนักรบเพียงคนเดียว ผู้เล่นต้องนำทางผ่านถนนร้าง อาคารมืดมน และฐานทัพทหารที่มั่นคง ขณะเดียวกันก็ต้องปกป้องตัวเองจากคลื่นของผู้กลับจากความตายในการค้นหาเพื่อช่วยเหลือผู้รอดชีวิตที่อาจเหลืออยู่
ตลอดทั้งเกม ผู้เล่นจะพบกับประเภทซอมบี้ที่หลากหลายและบอสที่น่ากลัว ซึ่งมีสัญญาณจากการมีอยู่ของแคชอาวุธที่มีค่าอยู่ใกล้เคียง ตัวเลือกการต่อสู้ที่หลากหลายอยู่ในมือของผู้เล่น ตั้งแต่การโจมตีระยะประชิดด้วยมีดไปจนถึงระเบิดมือและปืนไฟที่ทรงพลัง ทำให้สามารถพัฒนากลยุทธ์ที่สร้างสรรค์ในระหว่างการต่อสู้ นอกจากประสบการณ์การเล่นแบบผู้เล่นคนเดียวที่น่าตื่นเต้น เกมนี้ยังมีโหมดผู้เล่นหลายคนแบบร่วมมือสำหรับผู้เล่นสูงสุดถึงสี่คน โดยมีการสนับสนุนการแชทด้วยเสียงเพื่อการทำงานร่วมกันในทีมอย่างมีประสิทธิภาพ
เพื่อให้เข้าใจการควบคุมเกมได้อย่างเต็มที่ รวมถึงการทำความคุ้นเคยกับศัตรูซอมบี้ที่หลากหลายและการพัฒนากลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพต่อสู้กับมิวแทนต์ที่สูงใหญ่ ผู้เข้าร่วมถูกแนะนำให้ฝึกฝนในโหมดผู้เล่นคนเดียวก่อนที่จะดำดิ่งสู่การเล่นแบบร่วมมือ