A segunda temporada continua focada na luta constante de Chuck para manter sua vida de espião e vida real à medida que ele se torna mais acostumado a ser um espião. . Mais informações sobre o projeto Intersect são reveladas. O Fulcrum, uma organização de espionagem hostil que cobiça o Intersect, é mais fortemente considerado o principal antagonista da temporada. Chuck e Sarah continuam se aproximando, complicando o relacionamento entre os ativos.