В центре сюжета - Чак Бартowski, неприметный сотрудник электронного отдела крупного торгового центра. Его жизнь кардинально меняется в один момент: во время онлайн-чата с друзьями он случайно получает загадочный файл, который оказывается базой данных секретных операций и технологий спецслужб США. Этот вирусный файл преобразует его мозг в живой компьютер, обладающий неограниченным доступом к тайной информации.
С этого момента Чак становится ценнейшим активом для правительства, ведь теперь он способен помочь раскрыть любое дело или предотвратить угрозу национальной безопасности. Однако, несмотря на новые возможности, герой остается обычным парнем с мечтами о нормальной жизни и желанием понравиться девушке своих мечт - Сарге.
Агент NSA Мартин Кимбл, понимая ценность Чака для страны, решает не только защитить его, но и обучить основам шпионского ремесла. Вместе они начинают борьбу с преступностью, используя уникальные знания Чака и навыки агента.
Сериал сочетает в себе элементы комедии, драмы и боевика, показывая приключения главного героя в мире шпионажа и его личную жизнь. Чак пытается сохранить свою тайну от окружающих, одновременно стараясь использовать свои новые способности для блага человечества.
