Sheldon et Leonard sont invités à une conférence sur la physique afin d'y présenter leur projet, mais ils se disputent car Sheldon est trop arrogant pour partager les honneurs. Penny fait de son mieux pour les réconcilier, mais cela n'arrange rien…

Cherchant à être ami avec Barry Kripke, pour avoir accès à certains laboratoires, Sheldon développe une théorie pour se faire des amis.

C'est la période de Noël et Sheldon est excité à l'annonce de la venue de Beverly, la mère de Leonard. Ce dernier découvre que sa maman lui cache bien des choses, mais que Sheldon, lui, a l'air parfaitement au courant ! Elle est en plein divorce, le chien de Leonard est mort, son frère s'est fiancé... Pendant que Leonard rumine, Penny emmène Beverly boire des verres au pub du quartier afin de lui faire oublier ses malheurs.

Sheldon et Koothrappali se rendent à une fête et font la connaissance de deux filles. De son côté, Leonard est choqué d'apprendre que Penny croit aux médiums.

Après le cambriolage de leur appartement, Léonard et Sheldon se tournent vers leurs amis pour mettre au point un système de sécurité ultra moderne.

La recherche d'une réponse à un problème de physique mène Sheldon à travailler au Cheesecake Factory avec Penny...

Leonard et Sheldon se disputent au sujet d'un thermostat. Peu de temps après, Leonard se rend chez Penny et lui raconte comment il a rencontré Sheldon...

Sheldon prend conscience qu'il ne vivra pas assez longtemps pour mettre au point le transfert de son esprit dans un robot. Il tente d'augmenter son espérance de vie...

Leonard demande des conseils à Bernadette et à Howard car il est le seul du groupe à ne pas avoir de petite amie : il se sent décidément bien seul...

Pour assurer l'avenir de leur école, Sheldon demande à Leonard de devenir l'ami d'un bienfaiteur potentiel, qui pourra faire de généreux dons...

Sheldon est inquiet : il vient de comprendre, lors d'une discussion à l'appartement de Raj, que Leonard et le véritable centre d'intérêt de tous ses amis...

Priya demande à Leonard de choisir entre une relation avec elle ou son amitié avec Penny. Leonard se sent pris au piège et ne sait que répondre...

Priya, qui trouve une faille dans l'accord de colocation qu'il a signé avec Sheldon, le chasse pour la nuit. Ce dernier sort dans une boite de nuit en compagnie de Penny, Amy, et Bernadette...

Howard et Bernadette préparent leur mariage, mais tous deux ont échoué dans leurs tentatives pour annoncer à leurs parents ce grand bouleversement...

Tout le groupe doit gérer les conséquences de la nuit que Raj et Penny ont passée ensemble. Penny, dont la carrière d'actrice ne décolle pas, pense retourner s'installer dans le Nebraska. Elle demande conseil à Amy sur la marche à suivre. De son côté, Sheldon prend en charge l'équipe de paintball...

La chaise de Penny cause des problèmes de santé à Sheldon. Amy se retrouve, bien malgré elle, au beau milieu d'une dispute entre Sheldon et Penny...

Sheldon est vexé quand Leonard se rend à une soirée avec des acteurs de Star Trek. De son côté, Bernadette veut empêcher Howard de se transporter dans l'espace...

Howard a la chance de pouvoir travailler avec le scientifique de génie Stephen Hawking. Sheldon veut aussi rencontrer le savant. Howard en profite pour satisfaire une petite vengeance...

Raj organise l'enterrement de vie de garçon de son ami Howard. Ce dernier annonce qu'il n'y aura pas de strip-teaseuse pour ne pas froisser Bernadette...

Décidée à épouser Howard avant que ce dernier ne file dans l'espace, Bernadette organise un mariage en quatrième vitesse. Et si la mairie ne peut accueillir leur cérémonie, qu'à cela ne tienne : elle est organisée sur le toit de l'immeuble de Sheldon et Leonard, qui officient lors de ce mariage. Un peu plus tard, Howard est à bord de la navette, prête à décoller. Alors que ses deux compagnons d'aventure spatiale sont d'une décontraction désarmante, Wolowitz, lui, tout en essayant d'afficher un peu d'assurance, est tout simplement au bord de l'explosion de panique. Dans le salon, face à la télévision le groupe assiste médusé à la mise sur orbite d'Howard !

Sheldon embauche une assistance, Alex. La jeune femme est particulièrement séduisante et ne manque pas de rendre Amy jalouse. Alex s'est en réalité entichée de Leonard. Penny, contrariée, essaie discrètement de savoir ce qu'en pense le garçon. De son côté, Howard apprend que son séjour dans l'espace est prolongé. Complètement paniqué, il demande à Bernadette de venir le sauver...

Howard est de retour après son séjour dans l'espace et espère un accueil triomphal. Mais Bernadette a prévu un dîner romantique et demandé aux autres de les laisser seuls. Malheureusement, la jeune femme tombe malade. Howard décide alors de rendre visite à sa mère, qui n'est pas disposée à le recevoir. Chez Leonard, Amy et Penny se sont lancées dans une série de défis contre Leonard et Sheldon...

Après la mort d'un professeur, Leonard, Sheldon et Raj postulent pour obtenir leur titularisation au sein de l'université. Chacun va plaider sa cause auprès de la directrice du service des ressources humaines. La compétition fait rage et les filles ne tardent pas à se mettre elles aussi en rang de bataille...

Léonard reçoit une proposition pour une recherche scientifique menée par son idole Stephen Hawking. Cette mission de quatre mois en mer du Nord n'est pas au goût de Penny, et rend par la même occasion Sheldon jaloux. De son côté, Raj exige toujours plus de Lucy dans leur relation, ce qu'elle ne semble pas prête à supporter.

Amy confie à Sheldon qu'elle a l'intention de travailler elle aussi à l'université. Mais ses projets finissent par créer la discorde lorsqu'Howard s'en mêle, croyant judicieux de donner son avis. Selon lui, mélanger vie privée et travail serait une mauvaise idée. Sheldon se laisse influencer et vexe Amy sans le vouloir. Bernadette, elle, n'en croit pas ses yeux. Howard finit sur le canapé de Raj...

Poussée par Penny, Leonard tient tête à Sheldon et fait l'acquisition d'une nouvelle table à manger. Cet achat pousse Sheldon à se poser dun certain nombre de questions fondamentales concernant sa vie. De son côté, Howard décroche une occasion de retourner dans l'espace. Bernadette ne sait pas si elle doit l'encourager ou pas à réitérer le voyage...

Sheldon n'arrive pas à se réjouir de la découverte scientifique fracassante de Leonard, Howard et Raj. Déçu que son projet piétine, il ne peut pas s'empêcher d'être jaloux du succès de ses amis. Penny tente de l'aider à surmonter son amertume. Raj a décidé de ne plus fréquenter qu'Emily. Lors d'une soirée avec Howard et Bernadette, il fait une découverte étonnante au sujet de sa petite amie...

Les mères de Sheldon et Leonard rendent visite à leurs fils quant à Bernadette, elle a atteint ses limites avec Howard, Raj et Stuart.

Leonard refait face à la femme qu'il a embrassée lors de sa mission en Mer du Nord, pour tenter d'apaiser Penny, mal à l'aise avec cette histoire. Après sa rupture avec Amy, Sheldon tourne un épisode spécial de «Fun With Flags». De son côté, Bernadette se sent coupable de cacher un secret à Penny...

Sheldon recrute ses deux amis, Howard et Raj, pour une mission de la plus haute importance mais qui requiert discrétion et efficacité : lui trouver une petite amie. De leur côté, Bernadette, Penny et Leonard espionnent Amy, qui a un mystérieux rendez-vous galant...

Le groupe se rend dans un bar à vin et y croise par hasard l'ex-petit ami de Penny, Zack. Bernadette, qui ne peut pas prendre part à la dégustation, se retrouve coincée pour la soirée avec Sheldon. Raj présente Claire, sa nouvelle copine, au reste de la bande, mais les choses ne se passent pas comme il l'espérait...

Leonard et Penny se plient en quatre pour organiser une cérémonie qui conviendra à tous. Mais l'arrivée des parents de Leonard, fraîchement divorcés, et de la mère de Sheldon, dévote notoire, sème le chaos. Des conflits éclatent. Parallèlement, l'invention d'Howard suscite l'intérêt du gouvernement...

Le groupe s'inquiète pour l'équilibre sentimental de Sheldon : son ancienne admiratrice, le docteur Ramona Nowitzki, refait surface alors qu'Amy est occupée à Princeton pour l'été. Le couple peut-il survivre si la tentation s'ajoute à la distance ?...