Chuck Bartowski est un véritable geek, passionné d'informatique et de jeux vidéo, il est vendeur et réparateur informatique dans un grand magasin. Mais il vit encore chez sa soeur Elie et son fiancé. D'ailleurs, elle aimerait bien qu'il se trouve aussi une fiancée. Son meilleur ami est Morgan, il travaille avec Chuck et il est tout aussi geek.

Un jour, il reçoit un mail d'un ancien ami de la fac. Celui-ci est devenu un agent secret et il vient de voler un programme important dans lequel sont stockés tous les secrets et autres informations relatives aux agences gouvernementales des Etats-Unis. Lorsque Chuck va ouvrir ce mail, le programme va s'implanter dans sa tête. Et il va ainsi devenir la personne la mieux informée des Etats-Unis.

Si au départ, les différentes agences de sécurité nationale cherchent plutôt à s'en débarrasser, elles vont par la suite se rendre compte de l'utilité du savoir de Chuck pour la sécurité nationale. Elles vont l'engager comme agent, il va se retrouver avec comme partenaire John Casey, agent de la NSA, qui est plutôt adepte des méthodes expéditive et Sarah Walker, agent de CIA, spécialisée dans les art martiaux.

Chuck est une série imaginée par Josh Schwartz et McG (Newport Beach) et dans laquelle on retrouve Zachary Levi (Less than perfect) et Sarah Lancaster (Everwood, What about Brian) dans les rôles titre.