我们热爱的科学怪人们又回来了，四个天才依旧过着他们轻松又爆笑的宅生活，同时更多的难题和困境需要他们面对和解决。霍华德和伯纳黛特终于完成了他们的婚事，他们能够同霍华德那火爆的老妈在同一屋檐下平静生活吗？莱纳德和佩妮分分合合，旧情复燃的他们面对的依旧是曾经导致他们分手的老问题。拉杰依然形单影只，而谢尔顿和艾米的恋情真的没问题吗？总之，天才们回来了，快乐的生活还在继续。　　

莱纳德和佩妮分手后，决定继续做普通朋友。与此同时，经过几个月的短信交流，谢尔顿终于决定和神经生物学家艾米约会，这可是他人生中的首次约会。和他堪称绝配的艾米，最终是否能成为他的女朋友？佩妮对“谢米恋”大感兴趣，却发现自己成了尴尬的电灯泡。

莱纳德和谢尔顿是一对室友，他们共同的好友霍华德和拉杰跟他们一样，是任职于同一所大学的天才科学家，他们都是不折不扣的Geek——智商超群，情商奇低；热爱电玩与漫画，不善与人交流，更不用说与异性相处；他们凡事用科学解决，因此引发不少笑话。美女邻居佩妮的出现，让他们的生活产生了全新的变化。宅男科学家与美女侍应生的碰撞，有了奇妙的化学反应。暗恋佩妮已久的莱纳德终于获得了与她约会的机会，霍华德、拉杰和谢尔顿帮助他科学分析约会成绩。在科学家们的精确计算下，莱纳德能否抱得美人归？