K.C Cooper è una ragazza sedicenne che vive a Washington con il fratello Ernie e i suoi genitori Craig e Kira che sono in realtà delle spie sottocopertura. Nonostante si sia sempre considerata una ragazza normale, scopre che i suoi genitori sono delle spie e che hanno bisogno del suo talento per una missione.

K.C vuole dimostrare ai genitori che anche Ernie ha le capacità per entrare nell'Organizzazione ma Kira e Craig non sono d'accordo e così prendono un robot di nome Judy (giovane unità digitale in incognito) che affianchi K.C nelle missioni. Tuttavia, quest'ultima, racconta a Ernie tutta la verità sul conto dello spionaggio e assegna lui una missione per dimostrare a tutti che il fratello può essere una spia. Nonostante la perfetta pianificazione della missione, i ragazzi falliscono. Per fortuna Ernie, grazie al suo talento da informatico, ritrova il ladro e lo stende, guadagnandosi così un posto da spia nell'Organizzazione. Nel frattempo Judy diventa parte della famiglia Cooper, che racconta al vicinato di averla adottata per tenere la copertura.

Craig vuole passare più tempo con Ernie. Nel frattempo Marissa vuole che K.C. pratichi cheerliding con lei e K.C. accetta, però solo per passare più tempo con lei, ma si ritrova in una missione in un aeroporto e lascia Marissa sola. Quest’ultima si arrabbia ma K.C. le mostra un libro di buoni di amicizia che non lasciano altra scelta a Marissa se non perdonarla.

Craig e Kira vengono rapiti e tenuti prigionieri da Regina Tesoro, una ricca criminale che vende pericolosi gadget ai nemici dell'Organizzazione e che vuole testare uno dei suoi macchinari su di loro. K.C. ed Ernie, rimasti soli in casa, dovranno raggiungere la base di Regina Tesoro prima che sia troppo tardi, aiutati da Nonna Gayle e Nonno Pops, ex-spie dell'Organizzazione.

Marissa viene nominata finalista a un concorso fotografico con una foto di K.C ma Craig ricorda alla figlia che l'amica non può presentarsi al concorso con una sua foto perché è una spia. K.C tenta così di sabotare Marissa cancellando la foto dal suo computer ma non ci riesce e l'amica si arrabbia con lei perché non può dirgli la verità. Poco dopo K.C si traveste da chef in un ristorante cinese per catturare due nemici ma caso vuole che anche Marissa sia presente e la scopre. K.C si trova costretta a raccontarle tutto e viene obbligata dai genitori a usare lo spray della memoria per cancellarle quel ricordo. K.C. finge di spruzzarglielo, così Marissa, all'insaputa di Craig, Kira, Ernie e Judy è a conoscenza del segreto: in questo modo K.C. non dovrà più mentire alla sua migliore amica. Intanto Craig e Ernie tentano di sfruttare Judy per fare le faccende domestiche ma vengono scoperti da Kira.

K.C. riceve un nuovo gadget dall'Organizzazione, con cui ferisce per sbaglio Ernie. Così viene obbligata a sostituirlo durante la missione, dove dovrà dirigere sua madre dal camper computerizzato, cosa che di solito sta a Ernie. Dopo aver fallito, perde la fiducia in sé stessa e si ritrova incapace nel fare tutto quello che faceva prima, sia le azioni da spia sia le sue qualità naturali. Aiutata da Marissa, riesce a ritrovare il suo stile perduto e torna la K.C. di prima. Nel frattempo Ernie approfitta della sua condizione per farsi assistere da Kira.

I Cooper devo ospitare il Principe Promomomo nella loro casa per proteggerlo da un tentato assassinio. K.C finisce per innamorarsene ma Craig le impedisce di frequentarlo perché è troppo protettivo nei confronti della figlia. Tuttavia, i due continuano a frequentarsi ma quando un uomo tenta di assassinare il principe e K.C lo combatte, il principe può tornare alla sua vita, ma promettendo che non si dimenticherà mai di lei e di quello che fa per il suo paese

Marisa consegna un tema in cui racconta tutto dell'ultima missione di K.C. Riusciranno a riprenderlo prima che sia troppo tardi? Nel frattempo Trudy, un'amica-nemica di Judy arriva in città.

Ernie si fidanza con Jolie (Bella Thorne), una simpatica e attraente ragazza, che va a genio a tutti tranne che a K.C. Quest'ultima trova strano che una ragazza come Jolie si interessi al suo goffo e sbadato fratello e comincia a pensare che Jolie nasconda qualcosa. Craig pensa che la figlia abbia la Spia-noia, un'ansia compulsiva che colpisce molte spie, mentre Ernie si arrabbia con la sorella perché pensa che Jolie non sia veramente interessata a lui. Nonostante tutti non le credano, K.C. ha ragione: Jolie è una spia nemica che si è avvicinata a Ernie solo per neutralizzare K.C. Una volta scoperta la sua vera identità, K.C. la attira nella sua scuola con una trappola, ma l'altra si rivela un'abile combattente. Dopo un duro combattimento, sembra che Jolie abbia la meglio, però all'ultimo momento K.C. riesce a tramortirla con il suo braccialetto da spia. Infine K.C. fa pace con il fratello e Jolie viene arrestata.

K.C deve completare una missione al fianco di Brett Willis, una spia-junior come lei, che è stato nominato dall'Organizzazione Spia-junior dell'anno. All'inizio K.C. lo trova fastidioso ma finisce per innamorarsene. Tuttavia Brett è interessato a Marissa, non a lei. Durante la missione, K.C. e Brett si confessano i reciproci sentimenti. Così Marissa e Brett si lasciano e Brett si mette con K.C. Nel frattempo, la famiglia Cooper viene minacciata da un vecchio amico/nemico di Craig: Zane Willis. Egli un tempo era il suo migliore amico ma anche innamorato di Kira: quando quest'ultima preferì Craig a lui decise di diventare una spia nemica.

Brett propone a K.C. di andare a un concerto notturno di Beyoncé a New York, ma in realtà è una trappola: Brett rapisce K.C. e la intrappola in una stalla. Scopre così che Brett è il figlio di Zane e che si era infiltrato nell'Organizzazione al fine di distruggere i Cooper. Nel frattempo Zane costruisce un robot con le sembianze di K.C., chiamato Bernice, che condivide tutte le abilità e i ricordi con K.C. Bernice viene mandata a casa dei Cooper, che la scambiano per K.C. La vera K.C. invece rimane intrappolata nella stalla di Zane.

Sono passate due settimane dall'arrivo di Bernice e Marissa è l'unica che inizia a sospettare che ci sia qualcosa che non va con la nuova K.C. Proprio mentre anche gli altri iniziano a sospettare qualcosa Marissa scopre che la vera K.C. è stata catturata e portata nella stalla di Zane dove viene rinchiusa anche lei. Mentre Brett e Bernice si dirigono all'Organizzazione per attuare il loro piano, K.C. e Marissa riescono a liberarsi e a fermare Brett. Nel frattempo Craig e Kira hanno ormai capito che qualcosa non quadra e si dirigono all'Organizzazione per affrontare le due K.C. Zane invece ha preso in ostaggio Ernie e Judy, che vengono salvati dall'intervento di Craig. K.C. viene riconosciuta dai suoi genitori e Bernice viene neutralizzata e arrestata. Mentre Brett scappa e Zane viene catturato, K.C. ringrazia prima i genitori e dopo Marissa per averla riconosciuta.

K.C. non vede l'ora di partire con l'amica Marissa in vacanza a Miami, ma suo padre le rovina i piani dicendo che l'Organizzazione le ha assegnato una missione. Durante l'appostamento in furgone K.C. viene a sapere che in realtà non era stata richiamata dall'Organizzazione ma solo da suo padre che non fidandosi delle capacità atletiche di Ernie ha preferito avere lei come spalla, fratello e sorella. Dopo aver tenuto il broncio, supereranno le loro divergenze per catturare il fuggitivo. Ernie in particolare farà tutto da solo stupendo la sorella per la sua capacità di cavarsela anche al di fuori del suo ruolo di "ragazzo del computer".

When Mrs. Goldfeder's house is robbed, K.C. recruits her dad to organize and lead a neighborhood watch group, much to his chagrin. Meanwhile, Judy enlists Pentatonix to help her deliver a special message to Petey.

K.C. è in missione con Kira per trovare Eliza Montgomery, la figlia del Presidente, che entrerà in sintonia con K.C. K.C. dovrà scegliere se adempiere ai suoi doveri da spia o restare leale alla sua nuova amica.

K.C. goes even deeper undercover into The Other Side’s training ground and is close to getting the intel she needs, when she discovers Brett is her new training officer.

Dopo essere riuscita a entrare sotto copertura dall'Altro Lato, K.C. si ritroverà faccia a faccia con il suo ex partner ed ex fidanzato Brett che lavora per l'Altro Lato come istruttore. Nonostante un primo momento di esitazione il ragazzo la coprirà nella sua missione in quanto ancora innamorato di lei. K.C. gli propone di ritornare all'Organizzazione ma lui declina l'invito coprendola nella sua fuga e promettendole di rincontrarsi in una nuova missione. Nel frattempo a casa Judy vuole un cane e Craig le prende un cane robot.

I Cooper vanno in vacanza in un hotel in riva al mare per riposarsi dallo stress delle missioni. Tuttavia K.C. si caccia nei guai: dopo aver conosciuto la simpatica Signora Vandervoort nella hall dell'hotel, K.C. nota che il giorno dopo la Signora Vandervoort è scomparsa e nessuno sa parlarne. Perciò decide di indagare e scopre che i responsabili della scomparsa sono la figlia e il nipote della signora Vandervoort, Gabriel e Sarah Andrews, arrabbiati per non aver ricevuto il patrimonio nel testamento. K.C., aiutata dalla famiglia, si cimenterà in inseguimento in mongolfiera per salvare la Signora Vandervoort.

Kira porta K.C. con l'inganno a un ballo delle debuttanti dicendo alla figlia che devono trovare un colpevole nel galà. Kira infatti vorrebbe continuare la tradizione di famiglia e che K.C. vincesse il premio come miglior debuttante. Durante il galà arriva persino Marissa e K.C. combina un guaio non sapendo della bugia della madre. Kira si vede costretta a rivelare tutto. Dopo un primo momento di arrabbiatura, K.C. capisce che il ballo era un evento importante per la madre. Così porta avanti la tradizione familiare e Kira, corrompendo il giudice, riesce a far vincere K.C., che porta l'abito ereditato dalla bisnonna.

A seguito della scomparsa di uno studente in un'Accademia militare maschile, K.C. ed Ernie si infiltrano nell'accademia travestendosi da ragazzi membri dell'istituto. K.C. scopre che il ragazzo non è stato rapito bensì si è nascosto volontariamente nei locali caldaia della scuola per nascondersi da alcuni studenti bulli. Infatti, alcuni studenti si divertono a torturare il nuovo arrivato più imbranato e sembra che stavolta la scelta sia caduta proprio sul povero Ernie! Nel frattempo Kira e Craig, invece di avere del tempo romantico, vengono costretti da Judy a passare diversamente il tempo.

K.C. Cooper enlists the help of former spy and computer engineering expert Simone Deveraux when her family's sophisticated robot, Judy, runs away and is captured by enemy agents.

K.C. e Marissa organizzano una festa di Halloween e K.C. perde il suo braccialetto da spia. Intanto Ernie e Judy vanno in missione a New York, dove vivono Emma e Zuri Ross della serie (Jessie), e un siero contenente DNA di lupo finisce addosso a Ernie, mentre K.C ricatta Petey per aver rubato le caramelle.

K.C. ed Ernie devono bloccare un ladro in un caveau sorvegliato da delle videocamere. Mentre litigano, non si accorgono che il ladro li ha ingannati con un filmato delle videocamere falso. Così, quando vanno a controllare dove si trovi, rimangono intrappolati nel caveau senza via d'uscita, con l'ossigeno in procinto di finire. Judy si scarica e i due fratelli cominciano a litigare. Nel frattempo Craig e Kira interrompono la loro cena per correre a salvare i figli, mentre K.C. ed Ernie pensano che il tutto sia uno scherzo dei genitori al fine di farli collaborare. Infine K.C. ed Ernie scoprono insieme il codice con cui aprire la porta del caveau e capiscono che insieme sono più forti e che nonostante litighino si vogliono bene.

When a former foe needs the Coopers' help, the family has to decide if they can face the consequences of aiding the enemy.

K.C. spiega a Judy, che festeggia il primo Natale con loro, che è eccezionale a fare regali. Ma in realtà invita il nonno Earl dai Cooper. Craig non lo sopporta perché, essendo un medico, crede che il lavoro da commercialisti sia stupido. Mentre Judy crede che il giudaismo derivi dal suo nome, dopo un'affermazione di Marissa, K.C. e Craig devono salvare Ernie e Kira da dei criminali, facendo però scoprire il loro segreto al nonno ed eliminandogli la memoria. Durante lo scarto dei regali, tra i Cooper, il nonno e Marissa, Ernie riceve delle cuffiette, il Nonno Earl ritenta di dare un regalo a Judy e K.C. regala al padre una cornice con una foto di lui e il nonno.

K.C., in procinto di andare in campeggio con un amico per cui ha una cotta ricambiata, riceve la visita di Brett, intenzionato a ucciderla per ordine dell'Altro Lato. Ma tra i due riscocca la scintilla e K.C. decide di far vivere temporaneamente Brett nell'armadio. Intanto la mamma di Kira arriva dai Cooper perché il marito deve uscire fuori città per una missione e racconta a Ernie e Judy delle sue missioni passate.

K.C. e Brett credono che Ursula Timmcoy, la spia nemica e fidanzata di Brett sia morta. Ma quando si ripresenta al Froyo Loco, i due scappano con Ernie e Marissa allo chalet di quest'ultima, al confine col Canada. Così Ernie scopre che Marissa sa del loro segreto e che inoltre lei ha sbagliato chalet. Mentre K.C. e Brett si confessano i reciproci sentimenti, l'ex-fidanzata di Brett attacca ed Ernie salva Marissa facendo l'eroe. Dopo un lungo combattimento, che porterà alla fuga della nemica, Brett se ne va in Canada lasciando una triste K.C., che ore più tardi, insieme alla sua famiglia, verrà licenziata dall'Organizzazione per aver aiutato Brett e confiscato il braccialetto da spia da Beverly, capo dell'Organizzazione. Inoltre Judy viene assegnata a un'altra famiglia di spie.