Como o computador que guardava os segredos e o computador de Chuck foram destruídos, o único que tem os segredos é Chuck. Por isso, a CIA e a NSA, designam cada uma um agente para sua vigília e proteção e Chuck, um sujeito pouco sociável, que trabalha em uma loja de informática chamada Buy More e mora com a irmã, adentra o mundo da espionagem, mantendo uma vida dupla e participando de missões.
A série é agitada e com um humor muito criativo todo o tempo. Ela começa com os agentes da CIA e da NSA atrás de Chuck, por pensarem ser ele um cúmplice do roubo dos segredos – que lhe vêm à cabeça involuntariamente e são ativados por imagens. Após descobrirem a inocência de Chuck é que a ação começa de verdade. Pois além de protegê-lo também dependem dele, que passa a maior parte do tempo a tentar não entrar em pânico e às vezes não se intrometer em nenhuma missão ,porém sempre ajuda em algo. Um dos mistérios da série é o porquê dos segredos terem sido enviados a Chuck.