Passada em Washington, D.C., a série segue K.C. Cooper, um gênio da matemática do ensino médio, que é recrutado por seus pais depois que ela descobre que eles são espiões secretamente disfarçados que trabalham para uma agência chamada The Organization. Seu irmão tenta ajudar porque se sente excluído e acaba se juntando à equipe, e seu desejo leva sua mãe e seu pai a conseguir um novo filho robô. Cada episódio gira em torno de K.C. e sua família enquanto lutam com problemas familiares comuns, enquanto também realizam missões para salvar o país, com uma história recorrente envolvendo frustrar os planos de uma organização criminosa.