Halo 3 é um jogo de tiro em primeira pessoa em que a maior parte da ação acontece a pé, embora também haja trechos focados em combate veicular. O balanceamento de armas e itens foi ajustado para se aproximar melhor da "Golden Triangle of Halo": armas, granadas e ataques corpo a corpo, disponíveis ao jogador na maioria das situações. Em alguns casos, é possível empunhar duas armas ao mesmo tempo, abrindo mão de granadas e ataques corpo a corpo em troca do poder de fogo combinado. Muitas armas vistas em capítulos anteriores da série retornam com pequenas mudanças visuais e de poder. Diferentemente dos jogos anteriores, a arma secundária do jogador fica visível no modelo do personagem, presa ao corpo ou nas costas.
Halo 3 introduz as "support weapons", armas pesadas de duas mãos que tornam o personagem mais lento, mas aumentam bastante o poder de fogo. Além das armas, o jogo traz uma nova categoria chamada equipment, itens com efeitos variados, como escudos de proteção, regeneração de escudo e sinalizadores. Só é possível carregar um item desse tipo por vez. O componente veicular também foi ampliado, com novos veículos dirigíveis e outros controlados apenas pela inteligência artificial.
Após os eventos da história em quadrinhos Halo: Uprising, o Master Chief cai no leste da África, onde é encontrado por Johnson e pelo Arbiter. O Chief, Johnson e os demais enfrentam o Covenant na selva e chegam a um posto da UNSC. Ali, Keyes e Lord Hood planejam uma última tentativa de impedir o líder Covenant, o High Prophet of Truth, de ativar um artefato Forerunner descoberto fora das ruínas da cidade de New Mombasa. O Chief elimina as defesas antiaéreas do Covenant para que Hood possa liderar os últimos navios da Terra contra o Prophet, mas Truth ativa o artefato enterrado, criando um portal de slipspace pelo qual ele e seus seguidores entram. Um navio infectado pelo Flood cai nas proximidades; forças Elite chegam e vitrificam áreas da Terra contaminadas pelo Flood, detendo a ameaça. Seguindo uma mensagem que Cortana deixou a bordo do navio do Flood, o Chief, o Arbiter, os Elites, Johnson, Keyes e suas tropas atravessam o portal atrás de Truth. Eles também são acompanhados por 343 Guilty Spark, que ajuda o Chief por não ter mais função após a destruição de seu mundo-ringue.
Ao atravessar o portal, humanos e Elites descobrem uma imensa estrutura artificial conhecida como Ark, muito além dos limites da Via Láctea. Ali, Truth pode ativar remotamente todos os Halos. O Flood chega a bordo de High Charity em força total e começa a infestar a instalação. Truth captura Johnson, pois precisa de um humano para usar a tecnologia Forerunner. Keyes morre ao tentar resgatá-lo, e Johnson é forçado a ativar os anéis. Gravemind forma uma trégua com o Chief e o Arbiter para deter Truth. O Arbiter, o Master Chief e as forças do Flood chegam e derrotam os guardas de Truth, resgatando Johnson e impedindo a ativação das instalações. Depois que o Arbiter mata Truth, Gravemind se volta contra o Chief e o Arbiter.
O Chief, o Arbiter e Guilty Spark descobrem que o Ark está construindo outro Halo para substituir o que o Chief destruiu anteriormente. O Chief decide ativar esse Halo; o mundo-ringue eliminaria a infestação do Flood no Ark sem destruir a galáxia. Para ativar o anel, o Chief resgata Cortana, que está com o Activation Index do Halo destruído, de High Charity e destrói a cidade. Ao chegar ao novo Halo, Cortana avisa que Gravemind tenta se reconstruir no anel. O Chief, o Arbiter e Johnson seguem para a sala de controle de Halo para ativá-lo. Guilty Spark explica que, como o anel ainda não está concluído, uma ativação prematura o destruirá, junto com o Ark. Quando Johnson ignora o aviso, Guilty Spark o fere mortalmente para proteger "seu" anel. O Chief destrói Guilty Spark, ativa o Halo e escapa da autodestruição do anel a bordo da fragata da UNSC Forward Unto Dawn. No entanto, a força da explosão de Halo faz o portal de slipspace colapsar, e apenas a metade frontal da Forward Unto Dawn, com o Arbiter a bordo, consegue retornar à Terra.
Uma cerimônia em memória dos heróis mortos na guerra Humano-Covenant é realizada na Terra, durante a qual o Arbiter e Lord Hood trocam poucas palavras sobre o Master Chief caído. Depois da cerimônia, o Arbiter e seus irmãos Elites partem para seu planeta natal, Sanghelios. Enquanto isso, a metade traseira da Forward Unto Dawn deriva em um espaço desconhecido. Cortana emite um sinal de emergência, mas reconhece que talvez demore muitos anos até serem resgatados. O Chief entra em sono criônico e diz a Cortana para "me acordar quando precisar de mim". Se o jogo for concluído na dificuldade Legendary, a cena continua mostrando a parte da Forward Unto Dawn se aproximando de um planeta desconhecido, revelado na sequência como Requiem, principal cenário da campanha de Halo 4.
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| Plataforma | Data | Região |
|---|---|---|
| Xbox 360 | 24/09/2007 | Mundial |
| Xbox One | 10/11/2014 | Mundial |
| PC (Microsoft Windows) | 12/07/2020 | Mundial |