La prima stagione di Chuck ha introdotto i personaggi principali della serie e ha stabilito la trama generale del personaggio principale, Chuck Bartowski, che deve adattarsi alla sua nuova vita da spia dopo che l'unica copia rimasta dei segreti di spionaggio del governo degli Stati Uniti è stata incorporata nel suo cervello. È costretto a destreggiarsi tra le sue responsabilità di spia e quelle di supervisore di un team di supporto tecnico, chiamato “Nerd Herd”, presso il suo negozio locale Buy More. Diventato la risorsa più importante del governo degli Stati Uniti, Chuck è sotto la costante sorveglianza della sua responsabile della CIA, Sarah Walker, e dell'agente della NSA John Casey, che gli ricordano che non può rivelare la sua vita da spia a sua sorella Ellie, né al suo migliore amico Morgan Grimes.

La seconda stagione continua a concentrarsi sulla costante lotta di Chuck per tenere separate la sua vita da spia e la sua vita normale, mentre si abitua sempre di più al nuovo ruolo. Emergono nuovi dettagli sul progetto Intersect. Fulcrum, un’organizzazione di spionaggio ostile che desidera impossessarsi dell’Intersect, assume un ruolo sempre più centrale come antagonista principale della stagione. Nel frattempo, Chuck e Sarah diventano sempre più vicini, complicando ulteriormente il loro rapporto professionale.

Nella terza stagione, Chuck ha finalmente il potenziale per diventare un vero agente. C'è solo un problema: le sue emozioni. Riuscirà Chuck a tenerle sotto controllo mentre assume il suo nuovo ruolo di Intersect 2.0? I suoi supervisori, Sarah Walker e John Casey, saranno ancora lì per proteggerlo, ma dovranno anche aiutarlo a diventare l'agente che è destinato a essere.

Con le nuove capacità dell’Intersect di Chuck — frutto di un aggiornamento dei dati e di un vero addestramento da spia — è ora pienamente dotato di abilità di combattimento letali ed è pronto ad affrontare il Ring. Chuck può davvero diventare la spia che desidera essere, o saranno ancora una volta le sue emozioni a mettersi di traverso?

La quinta e ultima stagione riprende dal finale mozzafiato della quarta stagione. Con l'aiuto della sua improbabile squadra e delle sue tecniche non convenzionali, Chuck è pronto a portare avanti l'Operazione Bartowski come freelance. Le abilità di spia di Chuck saranno messe nuovamente alla prova quando lui e la sua squadra dovranno salvare l'umanità senza l'aiuto della CIA. Al contrario, useranno la copertura del negozio di elettronica Buy More per finanziare le loro operazioni, affrontando nuove missioni, nuove sfide e nuovi ostacoli.