Il gioco segue B.J. Blazkowicz, un agente segreto americano durante World War II, e i suoi sforzi per distruggere il regime nazista. Wolfenstein 3D è diviso in due serie di tre episodi. In "Escape", Blazkowicz è stato catturato mentre cercava i piani per Operation Eisenfaust (Iron Fist) e imprigionato in Castle Wolfenstein, da cui deve fuggire. "Operation: Eisenfaust" segue la sua scoperta e lo sventamento del piano nazista di creare un esercito di mutanti non morti in Castle Hollehammer, mentre in "Die, Führer, Die!" egli si infiltra in un bunker sotto il Reichstag, culminando in una battaglia con Adolf Hitler in una tuta robotica dotata di quattro mitragliatrici a catena.