Kate est une femme en surpoids déterminée à mincir. Kevin, lui, est un acteur de sitcom en pleine crise existentielle. Randall, de son côté, s'apprête à rencontrer son père biologique. Enfin, Jack est sur le point d'assister à l'accouchement de sa femme, enceinte de triplés. Ces quatre personnes éparpillées entre New York et Los Angeles mènent des vies bien différentes mais ont un bon nombre de choses en commun, en commençant par leur date d'anniversaire, tous fêtant leurs 36 ans.

Kate, à la peine, multiplie les efforts pour perdre ses kilos en trop. Toby l'encourage à se détendre. Beth se demande quelles sont les intentions de William, le père biologique de Randall. L'éducation des triplés pèse sur la relation de Rebecca et Jack, qui s'éloignent l'un de l'autre. Kevin, qui a quitté son emploi, doit assumer son choix...

Rebecca rend visite à Randall et rencontre son père biologique. Toby est déterminé à sortir Kate de l'ombre de Kevin et lui organise une journée dont elle est la vedette, alors que ce dernier choisit de poursuivre sa carrière à Broadway. Jack et Rebecca rentrent de l'hôpital avec leurs bébés...

Rebecca et Jack se rendent à la piscine avec Kevin, Kate et Randall. Dans le temps présent, Kevin auditionne pour un rôle à Broadway. Alors qu'il est au restaurant avec Kate, Toby croise son ex-femme. En la voyant, Kate est sujette à une nouvelle crise de doute. Des tensions raciales se font sentir dans le voisinage de Randall...

Alors que Rebecca et Jack se disputent au sujet de leur avenir familial, Randall et Beth doivent faire face à un événement inattendu. De son côté, Kevin, qui a accepté son rôle dans la pièce, se rend compte que le script fait écho à sa propre vie...

Kate se rend à un entretien d'embauche pour un travail qui paraît idéal. Randall remet en question les choix qu'il a faits sur le plan professionnel. La relation entre Kevin et Olivia prend une nouvelle tournure. Rebecca et Jack se demandent comment tenir compte des aptitudes particulières décelées chez leur fils...

Kate panique lorsqu'elle découvre que Toby ne suit plus son régime. Pour la première fois depuis des années, Rebecca retourne au bureau. Elle réalise que sa complicité avec Jack s'est étiolée avec le temps. William, qui consacre de plus en plus de temps à Beth, met en danger un secret bien gardé...

Jack, Rebecca et les enfants sa préparent à passer les vacances de Noël chez les parents de Rebecca. Mais un imprévu les détourne de leur route. De son côté, Kate prend deux décisions radicales pour son avenir. Randall a le coeur brisé en découvrant un secret bien gardé par sa mère...

Kate, Kevin et Randall s'échappent après leur Thanksgiving chaotique en famille. Très en colère, Randall se tourne vers son père. Olivia fait une douloureuse révélation à Kate. Rebecca et Jack se demandent comment gérer la demande de leur fils de neuf ans, qui exprime le souhait de connaître ses parents biologiques...

Kate doit être prise en charge le soir du réveillon pour une appendicite. Le docteur K est seul à l'hôpital. Les Pearson réalisent qu'ils ont tous besoin les uns des autres. Kevin célèbre Hanukkah avec Olivia et sa famille, tandis que Kate rêve que la chirurgie change sa vie d'adulte...

William passe de plus en plus de temps avec Jessie, et Randall doit se faire à l'idée que son père a une nouvelle relation. Après avoir appris qu'ils attendent des triplés, Jack et Rebecca se demandent comment ils vont pouvoir se payer une maison pouvant accueillir trois bébés...

Rebecca, dépassée par l'arrivée imminente des triplés, en oublie l'anniversaire de Jack. Le docteur K tente de faire face après la disparition de sa femme et se demande comment survivre à une telle perte. Parallèlement, Joe, le pompier qui a conduit Randall a l'hôpital, se débat avec son propre mariage...

Jack et Rebecca prévoient d'organiser une fête pour l'anniversaire de chacun des triplés. Ils sont vite débordés. Alors que le rythme s'intensifie au travail, Randall peine à trouver du temps pour William. De son côté, Kevin prend une grande décision, susceptible d'influencer sa vie sentimentale...

Toby met des bâtons dans les roues de Kate, bien décidée à perdre du poids. De son côté, Randall tente d'accepter la situation de son père, dont la santé se détériore. Miguel et Shelly font une révélationà Jack et Rebecca. La nouvelle est difficile à intégrer pour le couple. Kevin fait le point sur son passé amoureux...

Stressé avant la première de sa pièce, Kevin reçoit un soutien inattendu. Pour sa part, Randall doit à la fois supporter une importante pression sur le plan professionnel tout en prenant soin de son père, malade. La Saint-Valentin de Rebecca et Jack ne prend pas la tournure attendue...

Randall et William entreprennent un voyage à Memphis. En chemin, le juriste en apprend davantage sur le passé de son père biologique, qu'il cherche à connaître. Mais un soudain détour par l'hôpital s'impose. La joie du séjour s'estompe peu à peu...

La famille Pearson se réunit chez Randall à l'occasion d'un événement inhabituel. Kevin se rapproche de Sophie la nuit de sa première représentation. Leur relation gagne en profondeur à cette occasion. Kate a du mal à se confier à Toby au sujet de la mort de son père. La tension est palpable entre Jack et Rebecca, alors que la jeune femme s'apprête à partir en tournée avec le groupe...

Jack se rend finalement à Cleveland dans l'espoir d'arranger les choses avec Rebecca, la nuit même où doit avoir lieu son premier grand concert avec le groupe. De leurs côtés, Randall, Kate et Kevin prennent de grandes décisions concernant leur avenir...

Randall fête son anniversaire avec sa femme et ses filles. A cette occasion, il annonce à tous son envie d'agrandir la famille en adoptant un enfant. De son côté, Kevin quitte le théâtre pour tourner un film avec le réalisateur Ron Howard. Kate a décidé de se lancer dans la chanson. Pour commencer sa carrière, elle passe une audition auprès de professionnels. Toby, son fiancé, met tout en œuvre pour l'encourager.

La famille Pearson se rend à Los Angeles afin d'assister au tournage d'un épisode de la série « Manny » dans laquelle Kevin tient un rôle important. Mais ce dernier doute de son talent. Dans le passé, Rebecca ne supporte plus l'alcoolisme de Jack. Après une dispute, elle lui demande de se prendre en main pour mettre un terme à ce problème qui nuit à leur couple. Il décide de s'inscrire aux Alcooliques anonymes, organisation d'entraide.

Kate rend visite à Kevin sur le plateau de tournage de son prochain film. Ce dernier doit donner la réplique à Sylvester Stallone. Contre toute attente, Kate sympathise avec l'interprète de Rocky. Pendant ce temps, Randall et Beth reçoivent une bonne nouvelle de la part des services sociaux. Ils se voient confier une adolescente prénommée Deja. Mais la première journée ne se déroule pas sans souci...

Randall et Beth doivent s'ajuster à la nouvelle composition de la famille, tandis que Kate s'apprête à se produire pour la première fois sur une grande scène. De son côté, Kevin se trouve dans une situation d'échec avec son film. Dans le passé, Jack et Rebecca accueillent un invité dont ils se seraient bien passés...

Kevin et Randall se rendent à un gala de bienfaisance au profit de l'hôpital de Sophie. Dans le passé, Jack emmène les garçons pour un petit séjour en camping. Rebecca se retrouve donc seule pour affronter une nouvelle inattendue...

A l'occasion de la fête d'Halloween, chacun des trois Pearson vit des moments mémorables. Ces instants font remonter des souvenirs de l'année de leurs dix ans, où ils étaient sortis déguisés dans le voisinage pour réclamer des bonbons. Cette fête avit pris des allures de film d'horreur pour la famille...

Dans le passé, Jack et Rebecca finalisent avec un réel enthousiasme l'adoption de Randall. Tous deux sont particulièrement impatients de partager leur quotidien avec lui. Très vite, ils parviennent à l'élever comme leur fils, envers et contre toutes les tracasseries que la vie leur réserve au fil du temps. Dans le présent, Kate et Toby décident de franchir un nouveau pas dans leur relation. Leur choix sera-t-il de ceux que l'on regrette trop vite ? Epris, ils semblent sûrs de leur choix. En effet, bien qu'ils aient connu d'intenses moments de doute par le passé, Kate comme Toby connaissent la force de leurs sentiments...

Kevin, qui a plus que jamais besoin d'être pris au sérieux, s'apprête à recevoir des honneurs. Il retourne dans son ancien lycée, pour une cérémonie de remise de prix. Adolescent, le garçon se blesse et voit partir ses rêves sportifs en fumée...

La vie de Kate, qui attend impatiemment l'arrivée du bébé, prend un virage inattendu. Toby ne sait plus comment consoler sa fiancée. Il se lance dans la quête éperdue d'un colis devenu embarrassant pour le couple. Dans le passé, Rebecca fait tout pour encourager sa fille, qui se découvre des aspirations artistiques...

Randall et Beth font face à un choix difficile. Shauna se présente chez les Pearson et refuse de partir sans Deja. Linda intervient pour faire la médiation. Plus tôt, Randall et Jack prennent la route et font la tournée des universités. Randall a postulé pour Harvard...

Jack embarque sa famille pour des vacances estivales. Les Pearson se retrouvent dans les bois. La jeune Rebecca est absorbée par ses lectures, tout comme Kevin, dans ses comics. Kate et son mari se rendent chez un glacier...

Kate recherche frénétiquement une robe de mariée. De son côté, Kevin se familiarise avec le nouveau mode de vie que lui offre le monde du cinéma. Dans le passé, Jack et Rebecca emmènent leurs enfants au centre commercial pour renouveler leur garde-robe.

Randall et Beth mettent tout en oeuvre pour acheter un vieil immeuble dans lequel vivent plusieurs familles. Ils décident de partir à la rencontre des locataires afin de leur expliquer leur projet de rénovation. Contre toute attente, ils reçoivent l'aide de Kevin qui décide de participer activement aux travaux. Kate décide d'acheter un chien à Toby afin de le remercier de l'avoir supportée dans l'épreuve...

Randall invite toute la famille à venir regarder le Super Bowl en souvenir de leur père. La fête a lieu dans la maison familiale. Kate confie ses états d'âme à Toby. Dans le passé, Jack est réveillé au milieu de la nuit par une odeur de fumée. Il se rend compte avec effroi qu'un incendie s'est déclaré et consume la maison. Il prend tous les risques pour mettre à l'abri Rebecca, Randall et Kate. Kevin est resté dormir chez Sophie.

Rebecca attend ses enfants qui doivent se rendre à l'enterrement de Jack. Elle se remémore alors le jour où son mari a fait l'acquisition, après d'âpres négociations, de leur voiture.

Kate et Toby partent à Las Vegas pour enterrer leur vie de célibataires mais ne se réjouissent pas vraiment de ce voyage. Kate s'inquiète de voir sa belle-sœur Beth parmi les invités. Pendant ce temps-là, Jake et Rebecca célèbrent leur anniversaire...

La mère de Deja, Shauna, est sur le point d'accoucher. Elle donne naissance à son enfant, à seulement 16 ans, soutenue par sa grand-mère. La jeune maman a d'abord toutes les peines du monde à prendre le nouveau-né dans ses bras. Sa grand-mère la rappelle à l'ordre dans les premiers temps de sa maternité...

Kevin et Randall s'emploient pour faire du grand jour une réussite totale. Pendant ce temps, Kate est inondée de souvenirs de Jack. Deja, de son côté, a bien du mal à accepter sa nouvelle situation...