"Townsend Agency" บริษัทสายลับที่ทำหน้าพิทักษ์ความสงบให้กับอเมริกามาอย่างยาวนานได้ก้าวเข้าสู่ระดับโลก พร้อมด้วยเหล่า "นางฟ้าชาร์ลี" ที่ผ่านการฝึกฝนมากมายจากทั่วทุกมุมโลก สามสาวต่างที่มาอย่าง "ซาบรีน่า วิลสัน" "เอเลน่า ฮิวจ์ลิน" และ "เจน คาโน" ได้ช่วยเหลือ "เอเลน่า ฮิวจ์ลิน" โปรแกรมเมอร์สาวจากการตามล่าของผู้ก่อการร้ายโดยบังเอิญ นั่นทำให้พวกเธอต้องก้าวเข้ามาสู่โลกของการเป็นนางฟ้าชาร์ลี ทั้งสามสาวต้องรับมือกับความแตกต่างของแต่ละคนในทีม และเข้าต่อกรกับเหล่าผู้ก่อการร้าย ด้วยสายสัมพันธ์ของพวกเธอที่เป็นหนทางเดียวที่จะปิดเกมทำลายล้างครั้งนี้ได้