Nach den Ereignissen von MGS3: Snake Eater hat sich Snake von den USA distanziert und gründet zusammen mit Kazuhira Miller die Militaires Sans Frontières (MSF). Als ein mysteriöser Professor und seine Schülerin Paz um Hilfe bitten, um eine geheime Militärmacht in Costa Rica zu bekämpfen, übernimmt Snake die Mission, nachdem er eine Tonaufnahme der Stimme von The Boss, seines Mentors, hört, die für tot gehalten wird.
Während sich die Geschichte entfaltet, entdeckt Snake den Plan Peace Walker, eine autonome Nuklearwaffe mit künstlicher Intelligenz, die als ultimatives Abschreckungsmittel konzipiert ist. Die Handlung vertieft sich in philosophische Fragen rund um Frieden, Freiheit und das Konzept der Abschreckung, während Snake sich den Schatten seiner Vergangenheit und dem Erbe von The Boss stellt.
Das Gameplay kombiniert Stealth-Action mit Basisverwaltung, Rekrutierung von Soldaten und Waffenentwicklung, und unterstützt auch Ko-op-Missionen. Peace Walker ist ein entscheidendes Glied in der Metal Gear-Mythologie, das die Geschichte zwischen MGS3 und The Phantom Pain verbindet und markiert den Übergang von Snake in die legendäre Rolle des Big Boss