Den här actionpackade komedin följer Chuck Bartowski, datornörden från Buy More som blev en hemlig agent. När Chuck omedvetet laddar ned en databas med hemlig information och dödliga kampsportsegenskaper till sitt huvud blir han CIA:s mest kritiska hemlighet. Detta inleder Chucks utveckling till att bli en riktig spion, tillsammans med den stoiske överste John Casey; Chucks bästa vän, Morgan Grimes; samt CIA:s toppagent -- och nu Chucks fru -- Sarah Walker. Med hjälp från detta oförväntade team och hans ovanliga metoder är Chuck redo för Operation Bartowski.