Chuck und Morgan begeben sich auf eine einzelgängerische Mission rund um den Globus, um Chucks Mutter zu finden. Währenddessen verfolgen Sarah und Casey bei ihren Ermittlungen gegen die mysteriösen Volkoff Industries und deren Agenten Marco eine Spur bis nach Russland. Wieder daheim überbringt Ellie ihrer Familie große Neuigkeiten.

Als Chuck und Sarah zu einer Undercover-Mission in Mailand aufbrechen, erkennt Chuck die "Achillesferse" ihrer Beziehung. Allerdings muss er seine persönlichen Probleme für das Gelingen der Mission beiseite schaffen. Derweil entdeckt Morgan im neuen Buy More eine schwerwiegende Schwachstelle, die den ganzen Laden gefährden könnte. Außerdem kämpft Casey damit, in Burbank Wurzeln zu schlagen.

Die romantische Mission von Chuck und Sarah findet mit dem Eintreffen von Hugo Panzer und Heather Chandler ein jähes Ende. Heather versucht mit der Behauptung, sie kenne ein Geheimnis über Chucks Mutter, dessen Neugier zu wecken. Währenddessen wird Morgan, der gerade das Buy More für eine große Video-Game-Release-Party vorbereitet, von Big Mike mit überraschenden Neuigkeiten aufgesucht.

Chuck und Sarah wollen daran arbeiten, die Kommunikation in ihrer Beziehung zu verbessern, als sie mit Ellie und Abgefahren nach Costa Gravas reisen. Dort gibt es ein Wiedersehen mit Alejandro Goya, dem "Generalissimo", welcher sich wieder einmal in Gefahr befindet. In Gefahr begibt sich auch Morgan, als er sich auf eine verbotene Romanze einlässt und damit mit Casey in Streit gerät.

Als das alte Team von Casey auf der Suche nach ihm zurückkehrt, muss Chuck entscheiden, was er auf der Suche nach seiner Mutter zu opfern bereit ist. In der Zwischenzeit bringt Morgan den Mut auf, Casey ein eventuell gefährliches Geheimnis zu offenbaren.

Als Halloween vor der Tür steht, müssen Chuck, Sarah, Casey und Morgan den Wissenschaftler Dr. Stanley Wheelright von der Freisetzung eines Toxins abhalten, welches Albträume hervorruft. Während der Mission kommen allerdings auch Zweifel an den Motiven von Chucks Mutter zum Vorschein. Indessen bereiten Jeff und Lester die Halloween-Party im Buy More vor und Ellie und Abgefahren erhalten überraschend Besuch von Devons Mutter.

Nach ihrem ersten richtigen Streit, geht Chuck seiner Partnerin vorerst aus dem Weg. Seine Einzelmission führt ihn zu Gregory Tuttle, dem MI-6-Vertrauten von Chucks Mutter, und einer mysteriösen russischen Agentin. Ellie ist in der Zwischenzeit auf ihrer eigenen Mission, die geheimnisvolle Vergangenheit der Bartowskis zu entschlüsseln.

Weil Chuck besorgt ist, dass der Verlust seiner Fähigkeiten einen Keil zwischen ihn und Sarah treiben könnte, will er sich auf einer gefährlichen Mission mit dem übereifrigen Agent Rye beweisen. Im Buy More raffen sich Morgan und Casey zusammen, als die "Buy Morons" die wahre Identität der neuen Greta aufdecken wollen.

Chuck, Sarah, Casey und Morgan wagen sich in den südostasiatischen Dschungel als der Belgier Adelbert de Smet die Geheimnisse des Intersects lösen will. In Burbank versuchen Ellie und Abgefahren ein Geheimnis zu entschlüsseln, welches Orion ihnen hinterlassen hat.

Am Tag nach Thanksgiving wird Chuck mit einer peinlichen Situation konfrontiert, als seine Mutter zum Resteessen vorbeikommt. Begleitet wird sie vom gefährlichen Alexei Volkoff. Im Buy More laufen derweil die Vorbereitungen für den Schwarzen Freitag, den Tag mit dem höchsten Käuferansturm im ganzen Jahr, während Jeff und Lester ihren neuesten Plan ausbrüten.

Chuck plant einen romantischen Ausflug mit Sarah, als sie auf der Suche nach einem Nano-Chip ein französisches Weingut erreichen. Jedoch ist das Auffinden des Chips nicht ganz so einfach, was Chucks romantische Pläne behindert. Im Buy More bittet Lester Big Mike um Rat bezüglich seiner Liebesprobleme.

Sarah ergreift gefährliche Maßnahmen, als sie Mary Bartowski zur Seite steht, um Alexei Volkoff zu Fall zu bringen. Dabei ist Chuck besorgt, dass seine Partnerin zu tief in die Sache hineingeraten könnte. Sarah muss allerdings die Hilfe von Chuck, Morgan und Casey annehmen, um ihre Undercover-Mission zu beenden. Derweil streiten sich Ellie und Abgefahren darüber, welchen Namen ihr Baby bekommen soll.

Die Mission, Alexei Volkoff zu Fall zu bringen, erreicht eine gefährliche neue Stufe, während sich zu Hause große Veränderungen abzeichnen. Während Sarah damit beschäftigt ist, Chucks Mutter zu befreien, beginnen Chuck und Morgan ihre eigene Mission, Volkoff zu stürzen. In der Zwischenzeit arbeitet Casey an der Beziehung zu seiner Tochter Alex und Ellie versucht, die Ängste ihres Ehemannes über die Vaterschaft zu verringern.

Casey, Chuck und Sarah werden nach Marokko geschickt, um Roan Montgomery zu retten, wo der Verführungskünstler in die Bredouille geraten ist. Morgan plant indessen, Alex' Mutter zu treffen und Mary Bartowski verbringt etwas Zeit mit ihrer Familie.

Chuck überrascht Sarah mit ihrem alten Spion-Team, dem C.A.T. Squad, was zu einer Mission in Rio führt. Als Sarahs früheres Team eine alte Rechnung mit Augusto Gaez begleichen will, kommen längst vergangene Geheimnisse und Spannungen ans Licht. Zurück im Buy More muss Morgan die Annäherungsversuche seiner alten Flamme Carina, welche Mitglied des C.A.T. Squad ist, abwehren.

Ein romantischer Valentinstag wird unterbrochen, als Chuck zusammen mit seinem Team für eine Mission nach England geschickt wird, um dort die in Einsamkeit lebende junge Alleinerbin Vivian McArthur zu beschützen. Währenddessen erhält Casey ein Angebot von der mysteriösen Regierungsbeamten Jane Bentley. Zurück in Burbank finden Ellie und Abgefahren eine unkonventionelle Lösung für ein Erziehungsproblem. Morgan hingegen, denkt über einen großen Umzug nach.

Chuck ermutigt Vivian McArthur, für eine Mission ihre dunkle Seite zum Vorschein kommen zu lassen, um dem Team so bei dem Überfall auf eine Bank zu helfen. Derweil nimmt Morgans Suche nach einem neuen Mitbewohner ein unerwartetes Ende.

Chuck und Sarah haben Casey im Verdacht, private Mission zu vollziehen, weshalb sie gegen ihn ermitteln. Außerdem befürchtet Chuck, durch die neuen, perfekt wirkenden, CIA-Agenten überflüssig zu werden, während Morgan mit einem neuen Mitbewohner zusammenzieht. In der Zwischenzeit werden Abgefahren Ellies Nachforschungen unbehaglich.

Chuck wird eine Mission mit höchster Priorität übertragen, aber seine Führungsqualitäten werden auf eine harte Probe gestellt, als in der Festung ein Mord stattfindet. Währenddessen beginnt Abgefahren eine eigene Mission, weil Ellie einem beunruhigenden neuen Hobby nachgeht. Auch Morgan muss seine Führungsqualitäten beweisen, als seine Truppe in den Krieg gegen den Large Mart zieht.

Ein schlechter Tag wird noch schlimmer, als Chuck von Sarah mitgeteilt wird, dass die CIA den Befehl zu Vivian Volkoffs Ermordung gegeben hat. Um Vivians Unschuld zu beweisen, muss Chuck sein Vertrauen in einen gefährlichen Verbündeten, Vivians Vater Alexei Volkoff, setzen. Ellie verdächtigt ihre Mutter, die Nachforschungen bezüglich der Vergangenheit ihres Vaters zu stören.

Als Chuck und Sarah um ihr Erspartes für die Hochzeit betrogen werden, gibt es nur einen Mann, der ihnen helfen kann - Sarahs Vater Jack Burton, selbst Trickbetrüger. In der Zwischenzeit übt Morgan Druck auf Casey aus, dass sich dieser Alex' Mutter Kathleen stellt.

Die Hochzeitsvorbereitungen von Chuck und Sarah beinhalten ein letztes Detail: Sie müssen dafür sorgen, dass es die Mutter des Bräutigams lebend zur Zeremonie schafft. Derweil gehört zu Morgans Aufgaben als Trauzeuge auch seine bisher gefährlichste Mission, eine Konfrontation mit Vivian Volkoff. Anderswo kümmert sich Ellie um die letzten Details des Probeessens und erbittet dabei Hilfe von unerwarteter Seite.

Bevor er die Braut küssen kann, muss Chuck seine Hochzeitsgesellschaft heranziehen, um Vivian Volkoff zu Fall zu bringen und sie damit von der Zerstörung seines großen Tages abzuhalten. Als Chuck die Hilfe von Alexei Volkoff ersucht, schickt die CIA ihren hartnäckigsten Agenten, Clyde Decker, um die beiden aufzuhalten.