Amy apprend que toute l'université est au courant qu'elle et Sheldon n'ont qu'un rapport sexuel par an. Choquée, elle va comprendre que l'information vient de Sheldon lui-même.

Leonard et Howard parviennent à finaliser leur prototype de GPS quantique mais Sheldon veut le perfectionner. Pour se débarrasser de leur ami, ils lui offrent une traversée du pays aux commandes d'une locomotive à vapeur. Penny et Amy décident d'offrir à Bernadette une virée entre filles, qui vire au fiasco.

Raj organise un nouveau rendez-vous avec Lucy. La jeune femme tente de soigner ses problèmes d'anxiété, mais ses tentatives sont laborieuses. Leonard, Sheldon et Howard donnent des cours de sciences devant des étudiants. Pendant ce temps, les filles décident d'aller passer la journée à Disneyland plutôt que de rester coincées au bureau...

Leonard et Amy font un voyage inattendu en Arizona pour récupérer Sheldon. Pendant ce temps, Penny passe des entretiens pour obtenir un travail au sein de la compagnie de Bernadette. Howard, quant à lui, semble confus par la relation qu’entretiennent Stuart et sa mère, Mme Wolowitz.

Le projet de gyroscope de Leonard, Sheldon et Howard est à peine achevé que l'armée récupère toutes les données et leur interdit d'accéder à leur recherche. Sheldon déprime mais Amy a une nouvelle délicate à lui annoncer : elle a obtenu une bourse à Princeton et devra partir quelques mois. Raj déménage et Penny a du mal à cacher sa joie.

Amy donne à Sheldon une réponse à sa proposition alors que Howard et Bernadette luttent contre des nouvelles inattendues.

Penny décide d'aider Sheldon qui est empêtré dans sa relation avec Amy. De son côté, Howard a du mal à accepter le dégoût de Bernadette pour les enfants...

Sheldon essaie de se trouver un petit compagnon. Ses amis s'en inquiètent et décident d'en informer sa mère afin qu'elle prenne des mesures...

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...

Howard utilise une arme robotique pour son propre plaisir. Penny donne des conseils à Sheldon afin que son premier rendez-vous se passe au mieux...

Howard Wolowitz tente d'obtenir l'aide de Penny, Katee Sackhoff et George Takei, afin que tout ce petit monde puisse rentrer ensemble, avec Bernadette...

Raj, qui n'a décidément pas de chance dans sa vie sentimentale, a rendez-vous avec Lucy, une jeune femme rencontrée à la librairie. Mais la soirée tourne au désastre lorsqu'elle s'échappe par la fenêtre des toilettes du restaurant. Raj est dévasté et décide de s'enfermer chez lui pour déprimer. Sheldon invite Penny à participer à son émission sur les drapeaux...

Les annonces du mariage de Penny et Leonard et de la nouvelle relation de couple de Raj réjouissent tout le groupe d'amis, mais Sheldon réalise peu à peu que cela va amener de nombreux bouleversements, ce qu'il refuse. Howard et Bernadette se désespèrent de trouver une infirmière qui pourrait prendre soin de Mme Wolowitz.

Sheldon demande à son assistante d'acheter à sa place un cadeau de Saint-Valentin pour Amy. Une dispute éclate entre Leonard, Penny, Howard et Bernadette, lors d'un dîner entre couples. Raj et Stuart se rebellent contre le romantisme ambiant et organisent une fête pour célibataires au rayon des comics...

Penny et Wil se font virer du tournage du nanar qu'ils tournaient, ce qui les forcent à revoir leurs projets. Howard et Bernadette se retrouvent à garder Mme Wolowitz, qui s'est blessée et doit garder le lit. Raj a surpris Emily dans un rendez-vous avec un autre homme, ce qui le perturbe, mais son seul conseil vient de Sheldon.