La temporada dos sigue centrándose en la constante lucha de Chuck por mantener su vida de espía y la vida real separadas entre sí como se vuelve más acostumbrado a ser un espía. Se revela más antecedentes sobre el proyecto del Intersect. Fulcrum, una organización de espionaje hostil que ambiciona el Intersect, aparece en mayor medida como antagonista principal de la temporada. Chuck y Sarah siguen estando más cerca uno del otro, lo que complica su relación activo-controlador. También vemos como avanzan las tramas de otros personajes como Ellie y Devon o como aparecen nuevos personajes como Emmet Milbarge o el avance en la relación de Morgan y Anna.
