Grâce à sa mémoire exceptionnelle, Chuck identifie une espionne chinoise, Mei-Ling Cho, à Chinatown. Avec Sarah et Casey, ils décident de la surveiller pour découvrir ce qu'elle prépare. Pas facile pour Chuck de jongler entre les impératifs de sa mission, son meilleur ami qui a besoin de son aide, et sa soeur qui compte sur lui...