4x01 - Chuck vs. the Anniversary

Chuck és Morgan elkezdi keresni Chuck édesanyját. Sarah és Casey eközben követnek egy nyomot Oroszországba, mivel egy rejtélyes vállalat, a Volkoff Industries, és annak egyik ügynöke, Marco (Dolph Lundgren) után nyomoznak. Mindeközben otthon, Ellie nagyszerű hírt közöl családjával.

4x02 - Chuck vs. the Suitcase

Amikor Chuck és Sarah elutaznak Milánóba, Chuck felfedezi, hogy kapcsolatuknak van egy gyengepontja, ám egyelőre félre kell tennie személyes problémáit. Morgan felfedez egy végzetes hibát, ami aztán gyanúba keveri a Buy More-t. Casey pedig vívódik, hogy végleg letelepedjen-e Burbank-ben.

4x03 - Chuck vs. the Cubic Z

Chuck és Sarah romantikus küldetése halasztásra kényszerül, mikor Hugo Panzer (Stone Cold Steve Austin) és Heather Chandler (Nicole Richie) újból felbukkan. A manipulatív Heather azt állítja, hogy tud valamit Chuck édesanyjáról, ami felkelti Chuck kíváncsiságát. A Buy-More-ban Morgan, egy új játék eladását készíti elő, mikor kap egy ajándékot Big Mike-tól.

4x04 - Chuck vs. the The Coup D Etat

Chuck és Sarah azon dolgozik, hogy nyitottabbak legyenek egymással szemben, így csatlakoznak Csodálatoshoz, és Ellie-hez egy costa grava-i kiruccanásra. Ott aztán, találkoznak Generalissimo Goya-val (Armand Assante), aki ismét nagy bajban találja magát. Közben otthon, Morgan szerelmes lesz, ám emiatt, meggyűlhet a baja John Casey ezredessel.

4x05 - Chuck vs. the Couch Look

Casey egykori csapatának újbóli felbukkanásakor, Chuck-nak el kell döntenie, mit hajlandó feláldozni azért, hogy megtalálja édesanyját. Morgan azon agyal, hogy hogyan mondhatna el egy veszélyes titkot Casey-nek.

4x06 - Chuck vs. the Aisle of Terror

Chuck, Sarah, Casey, és Morgan megpróbálják megakadályozni Dr. Stanley Wheelright-ot azon tervének megvalósításában, hogy kiengedjen egy rémálom-előidéző mérget, valamint megkérdőjelezik Chuck édesanyjának elkötelezettségét. Jeff és Lester összefog, hogy összehozzon egy Halloween partit a Buy More-ban, Ellie-éket pedig meglátogatja Csodálatos édesanyja, Dr. Honey Woodcomb (Morgan Fairchild).

4x07 - Chuck vs. the First Fight

Első komoly veszekedésük után, Chuck úgy próbál menekülni Sarah elől, hogy elvállal egy veszélyes küldetést, amely elvezeti őt édesanyja MI-6 kezelőjéhez, Gregory Tuttle-höz (Timothy Dalton), és egy rejtélyes orosz ügynökhöz (Ana Gasteyer). Ellie pedig azon van, hogy felfedje a Bartowski család rég eltemetett múltját.

4x08 - Chuck vs. The Fear of Death

Attól félve, hogy legújabb kudarca éket verhet közte és Sarah közé, Chuck elhatározza, hogy bizonyít magának, mégpedig úgy, hogy egy igen veszélyes küldetésre vállalkozik, egy Rye (Rob Riggle) nevű ügynökkel. Eközben Morgan és Casey azon van, hogy megakadályozza Jeff-éket abban, hogy felfedjék Greta (Summer Glau) valódi személyazonosságát.

4x09 - Chuck vs. Phase Three

Chuck, Sarah, Casey, és Morgan Délkelet-Ázsia dzsungeleibe veti magát, mikor A Belga (Richard Chamberlain) megpróbál rájönni az Intersect titkaira. Eközben Csodálatosék (Ryan McPartlin) is megpróbálnak megfejteni egy titkot, amit még Ellie (Sarah Lancaster) édesapja hagyott maga után.

4x10 - Chuck vs. The Leftovers

Hálaadás másnapján, Chuck váratlan meglepetésben részesül, mikor édesanyja átugrik vacsorára, Alexei Volkoff-fal az oldalán (Timothy Dalton). Eközben pedig, Morgan-nek az év legforgalmasabb napjával kell szembenéznie a Buy More-ban, azonban Jeff (Scott Krinsky) és Lester (Vik Sahay) a mai napon sem törik túlságosan magukat a vevőkért.

4x11 - Chuck vs. The Balcony

Egy új megbízatásnak köszönhetően, Chuck-ék egy francia szőlőskertben találják magukat, amit a fiú ki is használ, és megpróbál egy romantikus találkát összehozni Sarah-val, miközben egy nano-chip után nyomoznak. Eközben, a Buy More-ban, Lester (Vik Sahay) Big Mike (Mark Christopher Lawrence) tanácsát kéri.

4x12 - Chuck vs. The Gobbler

Sarah veszélyes lépéseket tesz annak érdekében, hogy segítsen Mary Bartowski-nak legyőzni Alexei Volkoff-ot (Timothy Dalton). Chuck azonban nem biztos abban, hogy ez jól is elsülhet. Bár Sarah tudja, hogy nem veszélytelen a küldetés, mégis Chuck, Morgan, és Casey segítségét kéri. Eközben Csodálatos (Ryan McPartlin) és Ellie (Sarah Lancaster) azon gondolkodnak, hogy mi legyen a kis trónörökös neve.

4x13 - Chuck vs. the Push Mix

Miközben Sarah Chuck édesanyjával dolgozik, Chuck és Morgan saját kezükbe veszik a dolgot, egyedül akarnak leszámolni Alexei Volkoff-al (Timothy Dalton). Mindeközben Casey a lányával, Alex-szel (Mekkena Melvin) tölti idejét, Ellie (Sarah Lancaster) pedig megpróbálja kicsit nyugtatgatni Csodálatost (Ryan McPartlin), ugyanis a férfi nagyon rágörcsölt az apaság témára.

4x14 - Chuck vs. the Seduction Impossible

Chuck-ot, Sarah-t, Casey-t, és Morgan-t Marokkóba küldik, hogy megmentsék Roan Montgomery-t. Chuck és Sarah újabb esélyt kap, hogy tovább szövögessék közös jövőjük fonalát. Eközben Morgan az Alex (Mekkena Melvin) édesanyjával való találkozásra készül, és Mary Bartowski is újból felbukkan.

4x15 - Chuck vs. the Cat Squad

Chuck meglepi Sarah-t egy rio-i küldetés vezetésével. Bónuszként, ismét együtt dolgozhat egykori csapatával, a C.A.T. Kommandóval. A feladatuk, hogy elkapják Augusto Gaez-t (Lou Diamond Phillips), a küldetés közben pedig nem várt titkokra derül fény. Eközben Morgan megpróbál ellenállni egykori "barátnője", Carina (Mini Anden) kísértésének, aki történetesen a C.A.T Kommandó tagja.

4x16 - Chuck vs. the Masquerade

A Valentin napnak annyi, amikor a csapatot Angliába küldik, hogy megvédjenek egy gazdag lányt, Vivian McArthur-t (Lauren Cohan). Eközben Casey-nek ajánlatot tesz a titokzatos Jane Bentley (Robin Givens). Ellie (Sarah Lancaster) és Csodálatos (Ryan McPartlin) nem éppen a megfelelő módon akarnak kezelni egy nevelési problémát, Morgan pedig nagy lépésre szánja el magát.

4x17 - Chuck vs. the First Bank of Evil

Chuck arra kéri Vivian McArthur-t (Lauren Cohan), hogy egy küldetés idejére próbálja meg kihozni magából egy sötétebb énjét. Eközben Sarah is megpróbálja kihozni magából az ideális, esküvőjét tervezgető menyasszonyt. Morgan pedig új lakótársat keres, ami nem várt fordulatot vesz.

4x18 - Chuck vs. the A-Team

Chuck és Sarah nyomozásba kezdenek, mert azt sejtik Casey magán küldetésekre jár. Eközben Chuck attól fél, hogy a CIA tökéletesnek látszó új ügynökei (Isaiah Mustafa és Stacy Keibler vendégszereplők) mellett elavult lesz. Máshol Morgan kezd hozzászokni új szobatársához, valamint Awesome bepánikol, amikor Ellie kutatása egy veszélyes ponthoz ér el.

4x19 - Chuck vs. the Muuurder

Chuckot nevezik ki egy kulcsfontosságú küldetés vezetésére, de a vezetői képessége a határaihoz ér amikor egy gyilkosság történik az Erődben. Eközben Devon is elvállal egy küldetést magától, mikor Ellie egy ijesztő új hobbit talál magának. Máshol, Morgan vezetői képessége is próbára lesz téve amikor is az ő Buy More csapata bérháborúba kezd a Large Mart ellen.

4x20 - Chuck vs. the Family Volkoff

Egy rossz nap kezd roszabb lenni, mikor Sarah és Chuck egy meglepő párkapcsolati gonddal néz szembe, ami annak köszönhető, hogy a CIA elrendelte Vivian Volkoff megölését. Azért, hogy bizonyítsa Vivian ártatlanságát, Chucknak bíznia kell egy veszélyes emberben. Ez Vivian apja, vagyis Alexei Volkoff. Eközben Ellie arra gyanakszik, hogy az anyja beleavatkozik az ő apja múltjának a kutatásába.

4x21 - Chuck versus The Wedding Planner

Mikor Chuckot és Sarah-t kiforgatják az esküvői pénzükből, csak egy emberhez fordulhatnak segítségért - Sarah szélhálmos apjához, Jack Burtonhöz (Gary Cole vendégszereplő). Eközben Morgan kényszeríti Casey-t, hogy álljon Alex anyja elé.

4x22 - Chuck Versus Agent X

Chuck és Sarah félre teszi a kémkedést egy hétvégényi erkörcstelenség reményében, de Csodálos terve Chuck nagy estéjére nem úgy megy, ahogy arra számítani lehetett. Eközben, Ellie nyomozása apja számítógépén egy élet-megváltoztató felfedezéshez vezet.

4x23 - Chuck Versus the Last Details

Chuck és Sarah esküvői előkészülete tartalmaz egy utolsó részletet: biztosítani, hogy a vőlegény anyja eljusson a ceremóniára élve. Eközben Morgan felelősségei mint tanú, tartalmazza az eddigi legveszélyesebb küldetését is, mivel szembeszáll Vivian Volkoffal. Másutt Ellie gondoskodik az utolsó részleteiről a próbavacsorának és egy valószínűtlen forrástól kap segítséget ehhez.

4x24 - Chuck Versus the Cliffhanger

Mielőtt megcsókolhatná a menyasszonyt, Chucknak meg kell nyernie az esküvői parti résztvevőinek támogatását, hogy megállítsák Vivian Volkoffot, mielőtt még elrontja a nagy napot. Amikor Chuck Alexei Volkoffhoz fordul segítségért, a CIA elküldi a legkeményebb ügynökét, Clyde Deckert(Richard Burgi vendégszereplő), hogy megállítsa őt.