ブラックオプス3 ゾンビモードのロゴ。
ゾンビモードとは、ナチゾンビとして知られているゲームモードのことである。こういった仕様のほとんどは、トレイアーク社製ゲームで採用されており、本シリーズの中ではコール オブ デューティ ワールド・アット・ウォー ゾンビモード（Call of Duty: World at War）で初めて登場した。作品が発売されると同時にブレイクし、 本シリーズの続編であるコール オブ デューティ ブラックオプス、コール オブ デューティ ブラックオプス2、そしてコール オブ デューティ ブラックオプス3の中で再び登場した。ゾンビモードでは、プレイヤーはマップのロケーションにより、ドイツ、アメリカ、ロシアそしてアジアなどの様々な国籍のゾンビに対峙することになる。ゾンビモードのコンテンツは、その独自の世界感を作り出している。
プレイヤーは4人まで、グリーフでは8人までがプレイできる。ゾンビを倒したり、ダメージを与えたり、バリケードを修復したりしてポイントを獲得しながら、襲い掛かる無数のゾンビの群れから生き抜かなければならない。獲得したポイントは、戦いの中で武器やパークアコーラを購入するほか、新しいエリアの解放、その他の特殊アイテムの作動に使うことができる。ゾンビは、マップ上のプレイヤーがアクセス可能なエリアに、窓や壁の穴から、そして土中から這い上がって侵入してくる。最初は、バリケードで塞がれていても、ゾンビはすぐにそれらを破壊して侵入する。バリケードは修復することができるが、土中からの侵入は阻止できない。ラウンドは無限に続く。すべてのプレイヤーが、ゾンビによって戦闘不能になるか殺されるとゲームが終了する。もしくはプレイヤーが、Mob of The DeadのPop Goes the Weasel、Originsのリトルロストガールをコンプリートすれば終わる。 ゾンビは、ラウンドをクリアするごとに強くなり、また素早くなっていくため、マップ上でポイントを使うか、ゲームを続行するかについてプレイヤーに戦略上の決断を強いる。ゾンビは倒された時に、ラウンドを戦いやすくする弾薬フルやニューク、インスタキルといったパワーアップアイテムを落とすことがある。
ゾンビモードは、全部で17のマップで構成される。第1、2、4、5、7のマップは、ナチゾンビがメインとなる(Nacht der Untoten, Verrückt, Der Riese, Kino der Toten, Dead Ops Arcade)。一方で第3は日本帝国軍（Shi No Numa）、第6はアメリカの民間人、軍人、そして科学者（Five）、第8はソビエトの科学者、 宇宙飛行士そして軍人 （Ascension）、第9はシベリアの船乗りとダイバー（Call of the Dead）、第10はヒマラヤの民間人 (Shangri-La)がメインとなる。第11は宇宙飛行士とアメリカの軍人（Moon）、第12は様々なアメリカの民間人（Green Run）、第13はロシアの特殊工作部隊、そしてアメリカの防護服のゾンビや様々な苦痛に苦しむゾンビ （Nuketown Zombies）、第14は中国の民間人と軍人のゾンビ（Die Rise）、第15はアメリカの囚人と看守（Mob of the Dead）、第16はアフリカ大陸のアンゴラ西部の酒場の女、探鉱者そしてカウボーイ（Buried）、最後に第17のマップは占領下のフランスにいる第一次世界大戦時代のドイツ兵や中世のテンプル騎士団員がメインとなっている（Origins）。
これまでに、ゾンビモードにはトータルで94人のプレイキャラクターが登場している（様々な不特定キャラクターも含む）。
- Nacht der Untotenに登場する不明のグループ。
- Verrücktに登場する名もない水兵。
- Shi No Numa、Der Riese、Kino der Toten、Ascension、Shangri-La、Moon、Origins そして The Giantに登場するタンク・デンプシー、ニコライ・ベリンスキー、タケオ・マサキそしてエドワード・リヒトーフェン。彼らはコールオブザデッドに声だけの出演をしている。さらに改訂版Call of Duty: Black OpsのNacht der UntotenとVerrücktで彼らをプレイできる。
- Fiveでは、ジョン・F・ケネディ、フィデル・カストロ、ロバート・マクナマラそしてリチャード・ニクソンが登場する。
- コールオブザデッド（ジョージ・A・ロメロが特別な敵として登場する）では、ロバート・イングランド、サラ・ミシェル・ゲラー、ダニー・トレホそしてマイケル・ルーカーが登場する。
- 2つのiOSのチュートリアルステージでルークが登場する。
- サマンサ・マキシスは、リヒトーフェンの大いなる陰謀で、彼と魂を交換した後、Moonでプレイキャラクターとして登場する。
- Green Run、Nuketown ZombiesそしてBoroughでは、規模の小さいゲームモード（グリーフなど）にCIAのエージェントやCDCの兵士が登場する。
- Green Run、Die RiseそしてBuriedには、アビゲイル・"ミスティ"・ブリアートン、サミュエルJ・ストゥリンガー、マールトン・ジョンソンそしてラスマンが登場する。
- Mob of the Deadには、マイケル・"フィン"・オリアリー、アルバート・"ウィーゼル"・アーリントン、サルバトーレ・"サル"・デルーカそしてビリー・ハンサムが登場する。
- Cell Blockでは、看守と囚人が登場する。
- Turnedモードでは、 ゾンビをプレイできる。
- Shadows of Evilでは、フロイド・キャンベル、ジェシカ、ネロそしてジャックビンセントが登場する。
ゾンビモードにはまた、コール オブ デューティ作品の中でおなじみの、奇妙なイースターエッグも継承されている。いくつかのマップには、「重要な」イースターエッグが存在する。ほとんどのキャンペーンで、それらをクリアすると、ゲーム内の報酬として武器やパークを獲得できる。さらに、プレイヤーは実績とトロフィーを獲得できるのである。
ポイントシステム
ゾンビモードにはポイントシステムが採用されている。このシステムは、ノーマルゾンビ、ヘルハウンド、クロウラーゾンビ、スペースモンキー、ブルータス、ペンタゴンシーフ、そしてジャンピングジャックに適用されている。
- 致命的でない攻撃: 10 ポイント
- 2回目のサンダーガンでのキル: 30 ポイント
- 致命的な胴体への攻撃: 60 ポイント
- 致命的な手足への攻撃: 50 ポイント
- 致命的な爆発物の攻撃: 50 ポイント
- 致命的な首への攻撃: 70 ポイント
- 致命的なヘッドショット: 100 ポイント
- 致命的な近接攻撃: 130 ポイント