Впервые геймплей был продемонстрирован 14 июня 2010 года на выставке Electronic Entertainment Expo в Лос-Анджелесе. Руководитель студии Treyarch Марк Ламия прошёл часть однопользовательской кампании на приставке Xbox 360 во время пресс-конференции на стенде компании Microsoft, почти сразу же видео с презентации было выложено на Youtube

После демонстрации геймплея на выставке Gamescom сетевой ресурс joystiq опубликовал обзор однопользовательской игры в Call of Duty: Black Ops. Обозреватель отметил, что новая игра серии даёт игроку всё то, что он ожидает от Call of Duty: взрывы, гранаты, огромное количество скриптов, и на первый взгляд кажется, что геймплей не изменился по сравнению с предыдущими играми серии. Но это не так. Игра постоянно держит игрока в напряжении, темп игры меняется от бурного экшена до жутких моментов абсолютной тишины. Автор подчеркнул, что кровавые сцены обрабатывает обновленная технология, но студия не зацикливается на крови и не акцентирует на этом внимание. Геймплей выглядит очень красиво, но все-таки нацелен больше на взрослого игрока. Хоть журналист и играл в демо-версию, он отметил, что то, что он увидел и пережил с игрой очень ему понравилось

В мультиплеере доступны несколько режимов командной или индивидуальной игры по локальной сети или интернету. Также присутствует кооперативный режим для четырёх игроков Студия Treyarch подтвердила, что в версии для PC будет использоваться система выделенных серверов

10 августа 2010 года по сети Интернет в очередной раз прошла волна слухов о том, что Activision работает над проектом, направленным на взымание с игроков платы за мультиплеер Call of Duty: Black Ops. Согласно подготовленному отчету официальный анонс этого проекта ожидается 1 сентября 2010 года, когда будет представлен мультиплеер Call of Duty: Black Ops[8]. Стоит заметить, что подобные слухи уже ходили по сети уже в июле 2010 года, тогда информация не была подтверждена ни представителем Infinity Ward, ни представителем Treyarch

После первой публичной демонстрации многопользовательской игры и обычные игроки, и авторитетные игровые интернет порталы занялись анализом продемонстрированного видео. Например, портал IGN опубликовал свою видео версию списка нововведений, которые ждут игроков в Call of Duty: Black Ops, и отдельную статью с 5 самыми привлекательными нововведениями[11]. Интересным фактом является то, что 11 августа 2010 года ведущий разработчик мультиплеера игры Дэвид Вондерхаар (англ. David Vonderhaar) в своём журнале twitter написал, что ему понравилась вся проделанная аналитическая работа, но всё же один из основных компонентов многопользовательской игры так и не был замечен всеми теми, кто занимался анализом видео, либо был понят совершенно не в том ключе, в котором он присутствует в самой игре

Официальный анонс

28 апреля 2010 года на сайте GameTrailers появилась информация о том, что в пятницу 30 апреля 2010 года будет представлен официальный анонс следующей части серии Call of Duty

30 апреля 2010 года стал доступен официальный сайт игры и точная дата релиза: 9 ноября 2010 года. 1 мая 2010 года на официальном сайте игры был выложен дебютный трейлер игры.

15 мая 2010 года менеджер студии Treyarch по связям с общественностью Джош Олин объявил, что официальный трейлер, раскрывающий суть игры и демонстрирующий игровой процесс, будет показан 18 мая 2010 года во время трансляции финала Восточной конференции NBA на канале ESPN. Специально для этой презентации был приготовлен ещё один видео ролик, который был выложен на портале IGN

18 мая 2010 года после демонстрации нового трейлера по каналу ESPN ролик был выложен на официальном сайте игры.

Интересные факты
18 мая 2010 года игрок команды в американский футбол Cincinnati Bengals Чед Очочино (англ. Chad Ochocinco) в журнале twitter попросил сначала Роберта Боулинга[51] (англ. Robert Bowling) (менеджер студии Infinity Ward по связям с общественностью), а затем Джоша Олина[52][53] (англ. Josh Olin) (менеджер студии Treyarch по связям с общественностью) предоставить ему игру Call of Duty: Black Ops раньше её официального выпуска. Взамен игрок предлагал билеты на все домашние игры своей команды на весь текущий сезон.

15 июня 2010 года на E3 на сцене в поддержку игры выступил Eminem. Специально для его выступления был подготовлен плакат, полностью повторяющий официальный плакат игры, на котором вместо её названия было написано имя артиста
Студия Treyarch изначально заявила, что Call of Duty: Black Ops будет поддерживать выделенные сервера, из-за неподдержки которых игровым обществом критиковалась игра Call of Duty: Modern Warfare 2. В различных видео, в которых участвуют сотрудники студии, можно увидеть, что они носят футболки с надписью "Выделенные сервера" . Также менеджер студии Treyarch по связям с общественностью Джош Олин (англ. Josh Olin) разыграл две такие футболки между читателями своего журнала twitter

После демонстрации ролика с нарезками из многопользовательской игры Call of Duty: Black Ops все посмотревшие увидели ники игроков и сотрудников Treyarch, игравших в игру. Руководитель разработки мультиплеера игры Дэвид Вондерхаар разместил на официальном форуме игры обращение к игрокам, в котором он просит не пытаться добавить эти ники в список своих друзей и не отвечать на сообщения, приходящие от этих имён, так как тестирование игры проводится в отдельной сети и ники не являются настоящими никами сети Xbox Live. Люди, зарегистрировавшие эти ники в Xbox Live, не являются сотрудниками студии или официальными тестерами игры.