Setado 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 disfarçados secretamente trabalhando para uma agência chamada The Organization. Seu irmão tenta ajudar porque se sente excluído e eventualmente entra para a equipe, e seu desejo leva sua mãe e seu pai a conseguir um novo filho robô. Cada episódio se centra em K.C. e sua família enquanto enfrentam questões familiares comuns, enquanto também realizam missões para salvar o país, com um enredo recorrente envolvendo frustrar os planos de uma organização criminosa.