"Call of Duty: Black Ops" può essere giocato online sul sistema Playstation 3, sul sistema Xbox 360 e sul PC. Giocare online su Playstation 3 e il PC è gratuito; tuttavia, giocare online su Xbox 360 richiede un abbonamento online.
"Call of Duty: Black Ops" ha due opzioni giocabili online: Multiplayer e Zombies. Nell'opzione Multiplayer, i giocatori possono partecipare a partite online composte da due squadre che si combattono a vicenda in vari tipi di gioco. Nelle opzioni Zombi, un giocatore si unisce a un gioco online con un massimo di tre altri che giocano insieme per sconfiggere vari livelli di zombi.
