Το παιχνίδι διαδραματίζεται στον ίδιο φανταστικό κόσμο με την υπόλοιπη σειρά Halo. Μεγάλο μέρος του παιχνιδιού διαδραματίζεται στο μέλλον, στο έτος 2552, σε περισσότερα από 500 χρόνια από σήμερα. Στην ιστορία οι άνθρωποι έχουν αναπτύξει ταξίδια ταχύτερα από το φως και ζουν πλέον σε πολλούς πλανήτες και φεγγάρια του ηλιακού συστήματος. Στην πρώτη προσπάθεια της ανθρωπότητας να χτίσει έναν οικισμό σε έναν πλανήτη γύρω από ένα άλλο αστέρι συναντά την εξωγήινη Covenant. Η Συνθήκη κήρυξε θρησκευτικό πόλεμο στην ανθρωπότητα. Στην αρχή του Halo 2 οι άνθρωποι χάνουν τον πόλεμο και η Covenant έχει μόλις ανακαλύψει τη Γη.
Το Halo του τίτλου του παιχνιδιού είναι το όνομα μιας σειράς πλανητών που "κατασκευάστηκαν" από μια μυστηριώδη φυλή που ονομάζεται Forerunners πολύ καιρό πριν από το παιχνίδι. Τα Halo είναι η τελευταία άμυνα ενάντια σε μια άλλη εξωγήινη φυλή γνωστή ως Flood. Οι Flood θέλουν να χρησιμοποιήσουν κάθε ζωντανό πλάσμα στο γαλαξία για τροφή. Τα Halo είναι στην πραγματικότητα γιγαντιαία υπερόπλα, τα οποία όταν ενεργοποιούνται σκοτώνουν κάθε ζωή στο γαλαξία. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος να σταματήσουμε τους Κατακλυσμούς, να τους λιμοκτονήσουμε σκοτώνοντας όλη την τροφή τους. Η Συνθήκη δεν το γνωρίζει αυτό και προσπαθεί να πυροδοτήσει τα Halos ως μέρος μιας ψευδούς θρησκευτικής προφητείας. Στο πρώτο παιχνίδι Halo, Halo: Combat Evolved, οι άνθρωποι και ο Master Chief καταφέρνουν να σταματήσουν τη Covenant από το να εκτοξεύσει ένα από τα Halos. Καταστρέφουν επίσης ένα από αυτά κατά τη διαδικασία. Λίγο πριν ξεκινήσει το Halo 2, η Covenant ανακαλύπτει ένα άλλο Halo που μπορεί να ληφθεί μόνο μέσω μιας πύλης που βρίσκεται κοντά στη Γη.
Οικόπεδο
Το παιχνίδι ξεκινά με τα βασανιστήρια ενός εξωγήινου, του ηγέτη των Elites. Βασανίζεται από τη Συνθήκη επειδή απέτυχε να εμποδίσει τον Master Chief να καταστρέψει το πρώτο Halo στο αρχικό παιχνίδι. Ο διοικητής των Elite στιγματίζεται από τον ηγέτη των Brutes, ένα άλλο μέρος της Covenant. Στη συνέχεια, ο παίκτης αναλαμβάνει τον έλεγχο του Master Chief, σε ένα διαστημόπλοιο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη, όταν φτάνει ο τεράστιος στόλος της Covenant. Οι Covenant έχουν έρθει για να πάρουν την πύλη που θα τους επιτρέψει να φτάσουν στο νέο Halo, ώστε να μπορέσουν να το πυροδοτήσουν. Οι Covenant επιβιβάζονται στο σκάφος στο οποίο βρίσκεται ο παίκτης και προσπαθούν να τοποθετήσουν βόμβες για να το αχρηστεύσουν και τα άλλα σκάφη του ανθρώπινου στόλου. Ο παίκτης πρέπει να πολεμήσει μέσα από τις δυνάμεις της Covenant για να απενεργοποιήσει τις βόμβες. Μόλις ολοκληρωθεί αυτό, το ανθρώπινο σκάφος απομακρύνεται, ακολουθώντας τη ναυαρχίδα της Covenant που μόλις πέρασε. Εν τω μεταξύ, στο cutscene βλέπουμε τον πρώην επίλεκτο διοικητή να μετατρέπεται σε θρησκευτικό πολεμιστή, γνωστό ως Arbiter, για να επανορθώσει την αποτυχία του να σταματήσει τον Master Chief στο αρχικό Halo.
Σε μια άλλη σκηνή τομής ένα ανθρώπινο σκάφος με τον Master Chief, τον Johnson και την Cortana στο σκάφος ακολουθεί το σκάφος της Συνθήκης μέσω της πύλης στο νέο Halo. Ο παίκτης πρέπει τώρα να αναλάβει τον έλεγχο του Chief καθώς μάχεται για να σταματήσει τη Covenant από το να πυροδοτήσει το δαχτυλίδι. Τελικά ο παίκτης σκοτώνει τον Prophet of Regret, έναν ηγέτη της Covenant, και εμποδίζει την εκτόξευση του Halo. Δυστυχώς, προτού ο παίκτης μπορέσει να ανακτήσει το Index, το χειριστήριο για την πυροδότηση του Halo, αιχμαλωτίζεται από τον αρχηγό των Flood, γνωστό ως Gravemind. Σε ένα cutscene βλέπουμε τον νέο Arbiter να στέλνεται στο Halo για να ανακτήσει το Index πριν ο Chief το καταστρέψει. Όταν φτάνει όμως, αυτός και οι οπαδοί του προδίδονται και οι πρώην σύμμαχοί τους αρχίζουν να επιτίθενται. Εδώ ο παίκτης πρέπει να ελέγξει τον Arbiter και τους οπαδούς του καθώς προσπαθούν να ξεφύγουν από την προδοσία και την ενέδρα. Ο Arbiter τελικά αιχμαλωτίζεται επίσης από τον Gravemind και συναντά τον Master Chief. Οι δυο τους απελευθερώνονται από τον Gravemind, του οποίου οι οπαδοί του Flood έχουν πλέον καταλάβει ένα τεράστιο πλοίο της Covenant που ονομάζεται High Charity. Ο Arbiter και ο Chief, που τώρα ελέγχονται και πάλι από τον παίκτη, τρέχουν στον έλεγχο του Halo για να σταματήσουν τη Covenant από το να πυροδοτήσει το δαχτυλίδι για τελευταία φορά. Καταφέρνουν να σταματήσουν τη Covenant, αλλά ο Προφήτης της Αλήθειας, ο τελευταίος από τους ηγέτες τους, διαφεύγει με ένα διαστημόπλοιο σώος και αβλαβής. Η σύντροφος του αρχηγού της Τεχνητής Νοημοσύνης Cortana μένει πίσω στο Halo, υποσχόμενη να το καταστρέψει αν επιστρέψει ποτέ κάποια Covenant. Οι δρόμοι του Chief και του Arbiter χωρίζουν, με τον Chief να κρύβεται σε ένα σκάφος της Covenant που διαφεύγει και τον Arbiter και τους οπαδούς του να επιστρέφουν στο High Charity σε μια προσπάθεια να το σώσουν από τον Κατακλυσμό.