Tandis que son grand frère boutonneux végète au lycée, et que sa soeur joue encore à des jeux puérils, Sheldon Cooper, 9 ans, est déjà un petit génie des sciences. Si bien que ses parents décident de l'inscrire au lycée, non sans crainte. Le jeune garçon, particulièrement inadapté à la vie en société, ne risque-t-il pas d'être malmené par des camarades plus âgés ? Ce qui devait arriver arrive : dès le premier jour de classe, Sheldon se met à dos les autres élèves, mais aussi ses profs...

Pour tranquilliser sa mère, inquiète de constater que son fils, différent des enfants de son âge, s'isole, Sheldon décide d'essayer de se faire un ami. Pour y parvenir, il suit à la lettre les conseils donnés dans un livre de développement personnel...

Sheldon doit aider son frère aîné à un contrôle qui pourrait l'exclure de l'équipe de football s'il le rate. Il découvre plus tard que Georgie a triché mais pourrait s'en tirer, tel Kirk passant le test du Kobayashi Maru.

Les professeurs du collège de Sheldon ne supportent plus leur jeune élève surdoué. Le directeur trouve une école privée prête à offrir une bourse pour lui, qui semble idéale mais Mary Cooper n'est pas prête à laisser partir son fils.

Sheldon s'ennuie au lycée et décide de suivre un cours de physique théorique à l'université de la région. Sa grand-mère l'emmène et finit par flirter avec le vieux professeur. En l’absence de leur frère, George Jr. et Missy se retrouvent à devoir faire leurs devoirs sans lui.

George confie un secret à Sheldon et demande de ne rien dire à Mary. Mal à l'aise à l'idée de ne pas être honnête avec sa mère, le jeune garçon se terre chez son ami Tam...

Sheldon est dans l'obligation de passer quelques jours à l'hôpital. Son séjour n'est pas de tout repos pour l'équipe soignante car le garçon se révèle être le pire patient qui soit. De son côté, Missy a un aperçu de ce que serait sa vie sans la présence permanente de son jumeau...

Sheldon estime avoir été mal noté par le docteur Sturgis. A l'issue d'une évaluation, ce dernier a marqué comme fausse une des réponses du jeune génie. C'est la dispute. De son côté, Mary remplace au pied levé le pasteur Jeff, tombé malade...

Sheldon s'installe chez le Dr Sturgis le temps d'un week-end afin de voir à quoi ressemblera sa vie d'étudiant à l'université. Mary, de son côté, essaie de se lier aux autres membres de la famille Cooper en l’absence de Sheldon.

La famille Cooper aide le pasteur Jeff à traverser une période difficile. De son côté, Mary emmène Sheldon à l'église pendant une journée. Il fait pression sur les membres afin de récolter davantage de dons.

Sans les cours du docteur Sturgis, Sheldon doit trouver un nouveau moyen afin de rester à la hauteur pour le défi académique. Pendant ce temps, Mary aide le pasteur Jeff à éviter de succomber à la tentation avec sa petite amie.

L'université fait une proposition d'emploi lucratif à George Sr. dans l'espoir de recruter Sheldon. De son côté, Georgie trouve un travail pour le nouveau petit ami de Meemaw. Mary est déterminée à débarrasser sa maison de la cupidité.

Sheldon fait semblant d'être malade pour éviter un test de natation à l'école. Le docteur Sturgis espionne le nouveau petit ami de Meemaw.

Quand Sheldon apprend que la maison voisine est à vendre, il se charge de trouver les voisins parfaits ! Missy est bouleversée quand elle se voit contrainte de jouer face à son petit ami lors d'un match de baseball.

Sheldon découvre que Mary lui a caché quelque chose sur son avenir. De plus, Meemaw est furieuse lorsqu'elle apprend que Dale a renvoyé Georgie.

Après avoir obtenu son diplôme d'études secondaires, Sheldon fait une dépression lorsqu'il se rend compte qu'il n'est peut-être pas prêt pour l'université. Dale essaie de se racheter auprès de Meemaw.