Действие игры «S.T.A.L.K.E.R.: Зов Припяти» разворачивается после событий, изложенных в игре «S.T.A.L.K.E.R.: Тень Чернобыля». После того, как проход к центру Зоны оказался открыт, правительство решает провести крупномасштабную военную операцию, под кодовым названием «Фарватер». Целью операции является взятие ЧАЭС под контроль военных. Первая группа военных была направлена для воздушной разведки территории и составления детальных планов расположения аномальных полей. Это должно было позволить впоследствии продвигаться по безопасным маршрутам основным группам военных.
Однако план проваливается - большинство вертолётов разведки оказывается уничтожено. Для того, чтобы узнать причину такого фиаско, Служба Безопасности Украины направляет своего агента Александра Дегтярева в центр Зоны. Первостепенной задачей Дегтярева является поиск пяти пропавших вертолётов, в каждом из которых содержится часть некой важной информации. В игре будут присутствовать три группировки — «Долг», «Свобода», «Бандиты». Присоединяться к какой-либо группировке невозможно, однако возможно сотрудничать или враждовать с ними.