Chuck Bartowski, gespeeld door Zachary Levi, is een 26 tot 29 jarige computertechnicus die werk verricht bij de fictieve electronicawinkel Buy More. Op een dag ontvangt Chuck een e-mail van een oude vriend die bij de CIA werkte, deze e-mail bevat alle grote geheimen van de wereld, deze geheimen worden ook wel het intersect genoemd. Het intersect is als het ware een supercomputer. Door deze e-mail te openen bevat Chucks brein al deze gegevens. Alle geheime diensten zoals de NSA en de CIA zijn op zoek naar deze intersect, met alle gevolgen van dien. Chuck wordt ingezet voor missies om het land te redden, met zijn handlangers Sarah Walker , Chucks undercovervriendin, en John Casey , eveneens werkend bij de Buy More. Chuck probeert ondertussen het intersect uit zijn hoofd te krijgen, daar hij veilig wil blijven van criminele organisaties die ook interesse hebben in de geheimen. In seizoen 2 komt Chuck erachter dat zijn vader, Stephen J. Bartowski, al die tijd het de maker was van het intersect, maar dat hij zich telkens uit de voeten maakte voor criminele organisaties, alsook de regering zelf. Tegen het eind van dit seizoen verwijderde Stephen Chucks geheimen uit zijn hoofd, waar hij blij mee is, maar even later krijgt Chuck per ongeluk het Intersect 2.0 in zijn hoofd, die niet alleen handige informatie verstrekt, maar hem ook fysiek voordeel geven. Zo kan hij, als hij niet te emotioneel is, eenvoudig 10 man uitschakelen met Kungfu-technieken. In seizoen 3 werd de relatie tussen Sarah en Chuck serieus, en niet meer alleen als dekmantel. Intussen weet Devon Woodcomb al van Chucks spionnenleven. Even later vertelde hij het ook aan Morgan , wat hem uiteindelijk redde , en in het einde van seizoen 3 wist zelfs Ellie, Chucks zus, ervan. In seizoen 4 probeert Chuck het verhaal achter zijn moeder uit te vinden, en waarom ze haar familie verliet twintig jaar geleden. Hij komt erachter dat zijn moeder, Mary Bartowski, alias Frost, bondgenoot is met internationaal wapenhandelaar Alexei Volkoff. Ze werd eerst beschouwd als slecht, maar ze hield wel van haar kinderen en beschermde ze daarom ook. Echter, het werd moeilijk voor Chuck om haar te vertrouwen, wegens het feit dat ze hem had beschoten, en hem probeerde op te blazen in een gebouw. Daarbij heeft ze het Intersect 2.0 uit Chucks hoofd gehaald. Ellie vond echter een laptop van Stephen Bartowski, inmiddels overleden, en Chuck kreeg hierdoor opnieuw een intersect. Dit is ook intersect 2.0. In seizoen 5, wanneer Shaw ontsnapt om wraak te nemen op Sarah, steelt hij met behulp van een super-virus "The Omen" alle informatie van alle geheime diensten. Dit voegt hij samen door gebruik te maken van een apparaat dat in bezit was van een CIA agent, Decker genaamd, en vormt zo intersect 3.0. Dit intersect wordt niet bij Chuck ge-upload, maar wel bij Shawn. Maar Chuck zorgt ervoor dat het virus ge-upload wordt als intersect bij Shaw. Wanneer Shaw flasht om Chuck te vermoorden krijgt hij een kerstbeeld en moet op eigen houtje vechten. Chuck wint en Shawn gaat de gevangenis in. Sarah vindt uit dat de baby uit Boedapest in gevaar is, de baby werdt ondergedoken bij Sarah's moeder. Die uiteindelijk veilig belanden bij Ellies huis. In het begin van seizoen 5 heeft Morgan per ongeluk intersect 2.0 ge-upload m.b.v. een Intersect-zonnebril. Dit is een val van Decker. Om zo Chuck te vernietigen. De bril was voor Chuck bedoelt. In het intersect zat een fout waardoor je je persoonlijkheid verliest. Dit gebeurt bij Morgan, hij vergeet alle "tekenfilm" dingen en dumpt Alex via sms. Hij biedt zich ook aan als Intersect bij Verbanski en begint zich cool te gedragen. Uiteindelijk kan Chuck de "echte" Morgan terug halen en later halen ze in samenwerking met Beckman het Intersect weg bij morgan. Of later een nieuwe Intersect bij Chuck wordt ge-upload is onduidelijk.
