莱纳德和谢尔顿是一对合起来智商超过360的疯狂科学家宅男，他们的科学家朋友还有风流的霍华德和从来不和女人说话的印度朋友拉杰。科学家宅男的对门搬来了一个美女剧作家兼餐厅招待佩妮，她的到来为宅男们的生活带来了诸多改变，一系列让人啼笑皆非的故事也随之展开。该季中，经过了无数次分分合合的莱纳德和佩妮终于步入了婚姻，而谢尔顿也将他和神经生物学家女友艾米的感情提升到了一个新阶段——他终于娶到了她，俩人开始了他们的新生活。霍华德和他可爱的微生物学家妻子伯纳黛特的生活也展开了新篇章，伯纳黛特正在逐渐适应和两个孩子在一起的生活。