O e-mail contém milhares de imagens que passam no tela do computador e o deixam hipnotizado. Ele fica sabendo depois que as imagens representam todos os segredos do governo, e que agora esses segredos estão alojados no seu cérebro. A NSA e a CIA mandam seus agentes para tentar recuperar o material, mas eles descobrem que não há nenhuma cópia no computador, restando apenas o cérebro do Chuck. Agora ele terá que esconder de todo mundo sua vida dupla e ajudar os agentes com os conhecimentos que possui para completar importantes missões.
Josh Schwartz, criador e produtor executivo da série, a descreve como uma comédia de ação e faz dois tipos de comparações, uma seria uma mistura das séries “Alias” e “The Office”, e a outra seria uma mistura entre os filmes “A Identidade Bourne” e “O Virgem de 40 Anos”. A série, além de ter um missão por episódio, vai mostrar também como Chuck vai lidar com sua nova vida e as dificuldades que ele terá trabalhando na “Buy More”, que pode ser tão perigoso quanto o trabalho da NSA e da CIA.
O maior objetivo da série é mostrar os problemas de jovem de 20 e poucos anos, mas eles acharam que acrescentando à isso um pouco de ação e ninjas (sim, vemos um ninja no episódio piloto), tornaria tudo mais interessante… E eles tinha razão!