Narra les aventures de Chuck Bartowski (Zachary Levi), un geni dels ordinadors que de sobte es veu immers en una nova carrera professional com a agent secret del govern dels Estats Units. La seva aventura comença quan rep un correu electrònic codificat amb els secrets més grans de la CIA i la NSA (National Security Agency), i no pot impedir que tot un servidor sencer d'informació es descarregui al cervell. Ara, amb tota aquesta informació, Chuck haurà de salvar el món i enfrontar-se als assassins i terroristes internacionals més perillosos. Un heroi que treballa en una botiga d'informàtica i que no va demanar convertir-se en l'arma més poderosa del govern, però ara, la vida de molta gent en depèn, un friqui convertit en espia d'alt nivell.