Quando Chuck Bartowski (estrela da série ZACHARY LEVI) abre um e-mail subliminarmente codificado com segredos governamentais, ele sem querer baixa um servidor inteiro de dados sigilosos no seu cérebro.

Quando Chuck descobre que seu antigo professor é um funcionário do governo que está sendo caçado por causa de um arquivo altamente sigiloso, ele volta à Universidade de Stanford, a instituição de onde ele foi expulso.

Quando Chuck começa a sair com Lou, uma preparadora de sanduíches, e as coisas parecem estar indo muito bem, a situação desperta ciúmes na "ex-namorada" de Chuck, Sarah, que descobre que seus sentimentos podem não ter sido só de fachada.

No Dia de Ação de Graças, Bryce (estrela convidada recorrente MATTHEW BOMER) retorna, depois de ter sido considerado morto.

Chuck aprende a arte da sedução com o amável espião Roan Montgomery (JOHN LARROQUETTE) para chegar perto do seu alvo, uma atraente mas perigosa Viúva-Negra (MELINDA CLARKE).

Chuck está com ciúmes porque Sarah e Bryce Larkin (estrela convidada recorrente MATTHEW BOMER) têm que posar como um casal que se ama. E Morgan tem que lidar com um valentão (MICHAEL STRAHAN - New York Giants).

No final da temporada, Chuck tem que salvar o casamento de Ellie - e a vida dela. Estrelas convidadas recorrentes incluem MORGAN FAIRCHILD, BRUCE BOXLEITNER, TONY HALE, SCOTT BAKULA e CHEVY CHASE.