In einem Science-Fiction-Universum folgt die Einzelspieler-Kampagne der Geschichte von Jack Cooper, einem Schützen der Frontier Miliz, der sich nach einem Unfall mit seinem Titan BT-7274 verbündet. Gemeinsam machen sie sich auf die Suche, um die Interstellar Manufacturing Corporation (IMC) davon abzuhalten, eine Superwaffe zu starten.
In einer fernen Zukunft werden Bodengefechte in Raumkolonien mit "Titanen" ausgetragen. Es handelt sich dabei um bemannte humanoide Mechs, sieben Meter große schwergepanzerte Kampfroboter, benannt nach den gleichnamigen mythologischen Wesen aus der altgriechischen Sagenwelt. Sie werden unbemannt und von Raumschiffen aus dem niedrigen Orbit per Abwurfkapsel auf das Schlachtfeld abgeworfen (daher der Name Titanfall).
Am Boden können deren Piloten sie dann selber steuern, oder ihnen rudimentäre Befehle wie Wachmodus oder Piloten-Verfolgermodus geben. Der Minenkonzern IMC (Interstellar Manufacturing Corporation) hat sie von der Rüstungsfirma Hammond Robotics anfertigen lassen, um seinen ausbeuterischen Wünschen Nachdruck zu verleihen. Kolonisten, die im Gebiet der Bodenschätze wohnen und sich nicht einfach vom Konzern unterjochen lassen wollen, haben indes die Frontier Militia (Grenzland-Miliz) gegründet, die sich ebenfalls Titanen bedient. Deren Elite-Brigade ist das M-COR (Marauder Corps).