La trama del gioco narra gli eventi precedenti al primo capitolo della saga di Halo, ovvero Halo: Combat Evolved. La trama è incentrata sulla narrazione delle avventure di un team di sei soldati Spartan, conosciuto come "Noble Team". Durante lo svolgimento dell'azione, il giocatore si trova ad impersonare uno dei componenti del team, conosciuto come Noble 6, del quale non si conosce il passato. Il gioco si apre con un filmato dove il casco di uno Spartan giace in silenzio in una verde radura accompagnato dal vento, l'immagine poi scompare poco dopo e torna su un Warthog dove lo stesso casco viene indossato da un misterioso Spartan, Noble 6, che in seguito alla morte di uno dei sei membri del team Noble, viene inviato sul posto come rimpiazzo. Raggiunto un campo base entra in una tenda dove fa conoscenza dei suoi compagni. Gli altri cinque componenti del team sono: il Comandante Carter-A259 (chiamato anche "Noble one" durante l'azione di gioco), il leader spietato della squadra; Catherine-B320 (chiamata "Kat" o "Noble two" durante l'azione di gioco; insieme a Carter, sono gli unici due membri sopravvissuti dell'originale Noble Team), la stratega del gruppo, è anche un ottimo hacker; Jorge-052, lo specialista in armi pesanti, durante l'azione è sempre armato con una mitragliatrice; Emile-A239, descritto come un tipo solitario, è lo specialista in armi d'assalto; Jun-A266, che serve come cecchino all'interno del team. Il gioco comincia quando la squadra viene spedita in una remota zona del pianeta Reach per indagare su cosa sia successo agli operatori di una stazione radar. Il governo pensa che la morte degli operatori sia legata a dei soldati rivoluzionari, ma la squadra scopre una realtà ben diversa: il pianeta è stato invaso da una razza aliena conosciuta come Covenant, che ha come scopo principale quello di eliminare la razza umana; dato che Reach è una colonia militare umana, è importantissimo difenderlo, per impedire la perdita della guerra. Da qui in poi il team viene coinvolto in numerose spedizioni militari che hanno come scopo quello di respingere l'invasione, o per lo meno di rallentarla. La sorte del pianeta è però segnata e anche la squadra Noble comincia ad accusare delle perdite: lo specialista in armi pesanti, Jorge, decide di sacrificare la propria vita nell'innescare un ordigno difettoso dentro una nave da combattimento Covenant, facendosi esplodere eroicamente insieme alla nave. Purtroppo, però, non passa molto tempo prima che un altro membro del team perda la vita: Catherine, durante la fuga da una zona caduta in mano nemica, viene colpita alla testa da un cecchino alieno sotto lo sgomento di tutti e soprattutto del capitano Carter, a cui era molto legato. Ai membri restanti viene affidato il compito di proteggere fino all'estrazione la dottoressa Catherine Halsey, l'ideatrice del progetto Spartan. Nel proteggerla, il team scopre che la donna sta lavorando alla creazione di una particolare IA, conosciuta come Cortana. Terminato il procedimento, Halsey affida l'intelligenza artificiale a Noble 6, incaricandolo di portarla sana e salva alla fregata "Pillar of Autumn", che sta raccogliendo i sopravvissuti per lasciare il pianeta ormai condannato alla distruzione. Carter decide di affidare l'estrazione della dottoressa a un membro del suo team, Jun, mentre lui con il resto della squadra decidono di occuparsi di Cortana. Durante questa missione, il Noble Team accusa gravi perdite: mentre il loro Pelican sta raggiungendo l'obiettivo, il comandante Carter, che stava pilotando l'aereo, viene ferito mortalmente da una raffica al plasma di una Banshee che trapassa il vetro. Sapendo di essere ormai condannato, ordina a Noble 6 e ad Emile di abbandonare l'aereo e di raggiungere il loro obiettivo, ormai prossimo, a piedi. Dopo che i due si fossero lanciati, egli, nel frattempo, avrebbe attirato il fuoco aereo nemico. Tuttavia uno Scarab Covenant si frappone fra i due bloccando loro la strada ed è a quel punto che Carter decide di sacrificare la propria vita schiantandosi con il suo Pelican contro lo Scarab, lasciando Noble 6 ed Emile, ormai gli unici due Spartan sopravvissuti, a completare la missione. Raggiunta la rimessa delle navi in rovina del CST, i due vengono attaccati da una massiccio assalto di navi Covenant, decise ad eliminare ormai una delle ultime resistenze del pianeta. Tuttavia Noble 6 resiste all'assalto e si prepara a lasciare il pianeta grazie alla decisione di Emile di rimanere per poter distruggere con un cannone "CAM" (cannone ad accelerazione magnetica), posto sulla vetta della raffineria, l'incrociatore Covenant che sta per posizionarsi sull'insenatura per vetrificare tutto e, così facendo, eliminare ogni forma di vita. Ma proprio mentre Noble 6 sta per salire sul Pelican arrivato per scortarlo fuori dall'orbita di Reach, una nave Covenant atterra proprio dietro il cannone dove si trova Emile, che viene assalito da due Zelot Reali. Il primo cerca di entrare nella cabina di fuoco dell'arma, ma viene repentinamente eliminato da un colpo di fucile a pompa di Emile che uscendo prontamente dalla cabina, gli spara una seconda volta. Purtroppo, però, nel chaos del momento, un secondo Elite spunta alle spalle di Emile trafiggendolo alla schiena con la sua lama e lo solleva per poter dargli così il colpo di grazia. Tuttavia lo Spartan con le ultime forze rimaste estrae il suo coltello e lo conficca nella gola dell'Elite, e dicendo, consapevole che la sua fine, così come quella del pianeta, è segnata, di "Essere pronto", per poi accasciarsi a terra assieme al nemico. Noble 6, essendo l'ultimo membro ancora in vita del team e resosi conto di essere l'unico in grado di attivare l'arma, dopo aver consegnato l'IA al Capitano Keyes decide di rimanere su Reach e, dopo aver coperto la nave durante il decollo, raggiunge l'arma e distrugge finalmente l'incrociatore Covenant, permettendo così al Pelican di portare al sicuro l'IA. Nonostante questo atto di coraggio, però, il pianeta e ormai perso e, ad eccezione dei pochi di coloro che sono fuggiti sulla nave madre CST Autumn, tutti i suoi abitanti sono stati sterminati. A quel punto Noble 6 (dopo l'esplosione dell'incrociatore Covenant) si ritrova da solo su una landa desolata piena di polvere e fumo. La scena passa a quel punto alla nave Autumn che sta viaggiando nello spazio dopo essersi allontanata con rammarico dal pianeta Reach, mentre la voce di Keyes interpella Cortana per verificare se hanno seminato le navi Covenant che li stavano seguendo, con quest'ultima che gli risponde: "Sai già la risposta"."Gli Spartan non muoiono mai, risultano semplicemente dispersi."Dopo i titoli di coda la scena ritorna a Noble 6, in piedi sulla rampa dove aveva attivato il cannone, al quale non resta altro che scendere e combattere fino alla morte in onore di tutti i suoi compagni morti e di tutti coloro che su Reach avevano vissuto intere vite. Dopo aver eliminato diversi Elite, lo Spartan viene dapprima colpito da numerosi colpi al plasma, e nonostante riesca ancora ad eliminarne parecchi con le poche forze rimastegli, viene circondato e infine immobilizzato a terra e ucciso. Mentre la scena viene proposta una voce accompagnata da una musica malinconica racconta la fine della guerra e del sacrifico degli Spartan e in particolare del Noble Team, che senza il coraggio dimostrato su Reach non avrebbe permesso in futuro di vincere all'umanità, e del rammarico nel sapere che loro non saranno lì per vedere la fine della guerra, perché la guerra finirà, e proprio per opera di uno Spartan, e del coraggio del Noble Team. La scena finale mostra un Reach diversi anni dopo verde e rigoglioso, senza più guerra, dove in una radura accompagnata da un leggero vento è rimasto il casco rotto di Noble 6
