Два талантливых учёных, Леонард и Шелдон, проводят дни в размышлениях о сложнейших законах мироздания. Их интеллект позволяет проникать в тайны квантовой механики, но оказывается бесполезным в простом человеческом общении. Особые трудности возникают при попытках завязать разговор с представительницами прекрасного пола.
Рутина их жизни неожиданно прерывается с появлением новой соседки. Миловидная и общительная Пенни поселяется в квартире напротив, внося в их упорядоченный мир лёгкий хаос и новые, незнакомые эмоции.
Окружение гениальных физиков дополняют коллеги, чьи привычки не менее своеобразны. Говард Воловиц часто вставляет в речь фразы на иностранных языках, пытаясь произвести впечатление. Его друг Раджеш Кутраппали сталкивается с уникальной проблемой: в присутствии женщин он не способен произнести ни слова из-за непреодолимой робости.
Постепенное знакомство с Пенни становится для учёных своеобразным экспериментом, сложность которого сравнима с их профессиональной деятельностью. Они начинают постигать не только законы физики, но и непредсказуемые правила межличностных отношений. Этот процесс полон забавных ситуаций и неловких моментов, которые заставляют их пересмотреть привычный уклад жизни.
