In der Besetzung der Serie Chuck befindet sich unter anderem:
Zachary Levi als Chuck Bartowski (91 Folgen), Yvonne Strahovski als Sarah Walker (91 Folgen), Joshua Gomez als Morgan Grimes (91 Folgen), Adam Baldwin als John Casey (91 Folgen), Vik Sahay als Lester Patel (91 Folgen), Scott Krinsky als Jeff Barnes (91 Folgen), Sarah Lancaster als Ellie Woodcomb (91 Folgen), Ryan McPartlin als Devon Woodcomb (88 Folgen), Mark Christopher Lawrence als Big Mike (87 Folgen), Bonita Friedericy als Diane Beckman (76 Folgen), Julia Ling als Anna Wu (31 Folgen), Jesse Heiman als Fernando (31 Folgen)