Chuck Bartowski to komputerowy geek, który zostaje wyrzucony w nową karierę jako najważniejszy tajny agent rządu. Kiedy Chuck otwiera e-mail subliminalnie zakodowany rządowymi sekretami, nieświadomie pobiera całą bazę danych wrażliwych informacji do swojego mózgu. Z najcenniejszymi sekretami rządu w głowie Chucka, major John Casey z Agencji Bezpieczeństwa Narodowego przyjmuje odpowiedzialność za jego ochronę. Jego partnerką jest najlepsza agentka CIA, Sarah Walker.