Chuck Bartowski est un sous-doué débonnaire qui traîne sa vie dans une grande surface d'électronique quand un e-mail d'un ancien camarade de fac lui implante directement dans le cerveau tout un trésor de secrets gouvernementaux volés. Devenu malgré lui l'hôte de l'Intersect, Chuck se retrouve l'atout le plus précieux et le plus vulnérable du monde du renseignement, attirant la protection d'un agent bourru de la NSA et d'une belle et redoutable agente de la CIA dont il tombe irrémédiablement amoureux. Contraint de jongler entre missions clandestines mortelles et petites humiliations du quotidien en magasin, sans oublier sa famille soudée, il se débrouille en espionnage surtout grâce à sa culture pop et à son grand cœur. Mélange piquant d'action, de comédie et de romance, c'est le fantasme du geek ordinaire propulsé dans une double vie extraordinaire.