Sheldon reçoit une proposition pour mener une expédition, pendant tout l'été, au pôle Nord. D'abord hésitant, il finit par accepter. Ses amis se réjouissent de le voir partir pour trois mois. Mais Sheldon décide de les inclure au projet, et leur propose de l'accompagner. Ils ne peuvent refuser. Leonard et Penny font le point sur leurs sentiments avant que celui-ci ne parte pour trois mois, mais celui-ci est déçu que Penny ne semble pas triste de son départ...

Leonard a bien du mal à garder son calme quand un de ses amis, qui tient une boutique de Comics, commence à lui demander des conseils sur sa toute nouvelle relation avec Penny. De son côté, Wolowitz a été choisi par la NASA pour équiper leur navettes spatiales de toilettes high-tech.

Léonard et Raj' décident d'aller faire une virée à Las Vegas avec Howard laissant ainsi Sheldon bloqué hors de l'appartement. Sans clefs, Sheldon se réfugie chez Penny...

Triste de voir Penny s'intéresser au propriétaire du magasin de comics, Leonard décide de se rendre avec Howard dans un bar à filles.

Les voisins de Leonard et Sheldon déménagent, laissant une nouvelle voisine très sexy emménager dans l'appartement du dessus. Penny devient très rapidement jalouse lorsque les garçons reportent désormais tout leur intérêt sur Alicia...

L'entreprise de vente par correspondance de produits pour cheveux de Penny lui échappe complétement lorsque Sheldon s'en mêle.

Leonard, Sheldon, Wolowitz et Raj rencontrent leur actrice de science-fiction préférée Summer Glau à bord du train qu'ils empruntent pour San Francisco. Lequel d'entre eux parviendra à approcher le Terminator Cameron Philipps ?...

Alors que toute la bande joue au paint-ball, Leslie, l'ancienne petite amie de Leonard, séduit Wollowitz. Ils entament une relation amoureuse sérieuse. De retour à l'appartement, Penny s'amuse avec l'un des fusils de paint-ball qui traîne dans le salon. Par mégarde, elle fait une énorme tache de peinture verte sur le canapé, précisément à la place de Sheldon ! Un drame pour celui-ci, qui ne supporte pas de s'asseoir ailleurs

Malgré tous ses efforts, Leonard ne peut empêcher sa mère de venir passer quelques jours chez lui. Psychiatre renommée, celle-ci ne va pas tarder à tous les déprimer à coup d'analyse sur leur enfance, leur comportement étrange... Sauf Sheldon, qui lui, bien au contraire, se régale. En effet, il est l'exact double de la mère de Leonard. Il la trouve remarquable et brillante... comme lui ! Pendant que ces deux-là passent leur temps ensemble, à mener des expériences et à parler neuroscience, Penny et Leonard noient leur chagrin dans l'alcool.

Penny a des soucis financiers. Sheldon lui prête de l'argent tandis que Léonard va voir l'ex de Penny, Kurt, qui doit de l'argent à Penny.

Cherchant à etre ami avec Barry Kripke, pour avoir accès à certains laboratoires, Sheldon développe une théorie pour se faire des amis.

Penny dit ses quatre vérités à Howard, ce qui le rend triste. Pendant ce temps Leonard, Sheldon et Raj préparent leur robot-tueur pour le grand concours annuel de combat de robot.

Sheldon se voit contraint d'offrir un cadeau de noël à Penny, ce qu'il a beaucoup de mal à trouver, tandis qu'elle tombe sous le charme d'un collègue de Leonard ce qui a tendance à le rendre jaloux ...

Peu à peu, Stéphanie s'installe dans l'appartement de Leonard et Sheldon. Voyant que sa vie amoureuse évolue trop vite, Leonard court demander des conseils à Penny. Par ailleurs, Sheldon, hypocondriaque notoire, a soi-disant une grave maladie. Il harcèle Stéphanie pour qu'elle l'ausculte. Celle-ci finit par établir qu'il a une inflammation du larynx. Ce diagnostic, entièrement falsifié, le fait taire pour un bon bout de temps...

Leonard poursuit sa liaison avec Stéphanie, une chirurgienne renommée et sexy. Cette relation est tout à fait du goût de Sheldon, car parmi toutes les filles que Leonard a rencontrées, c'est la seule qu'il trouve "tolérable". Mais, ayant peur que Stéphanie finisse par quitter Leonard, comme d'autres l'ont fait auparavant, Sheldon se mêle de leur couple, et commence à empiéter un peu trop sur leur vie privée...

Howard rencontre une fille, Stéphanie. Il pense lui plaire. Mais celle-ci préfère Leonard, avec lequel elle entame un flirt. Howard, qui s'est fait voler sa conquête, refuse désormais d'adresser la parole à Leonard...

Sheldon a établi des règles de savoir-vivre farfelues. À chaque " faute " de ses amis, il leur adresse un avertissement. Au bout de trois sur une année, ils sont bannis de son groupe social. Or Penny totalise les trois : elle a envoyé à Sheldon un email humoristique, elle a voulu manger l'un de ses oignons frits et elle s'est assise à sa place sur le canapé. Penny trouve ces règles complètement ahurissantes. Sheldon et elle se livrent alors à une bataille sans merci.

Sheldon et ses amis sont surpris lorsqu'une jeune étudiante est attirée par lui.

Tout le monde s'unit pour forcer Sheldon a apprendre a dépasser sa peur de la conduite en voiture.

Plein de confiance après avoir été nommé l'un des "30 to Watch Under 30" dans le magazine People's, Raj flirt avec Penny et devient arrogant.

Penny devient accro a un jeu sur internet basé sur le monde de Conan le Barbare et demande continuellement des conseils à Sheldon.

Leonard croise Penny avec un nouveau boyfriend, charmant et beau garçon. Il décide alors de renouer avec l'une de ses ex qui n'est autre que la pire ennemie de Sheldon, alias Leslie Winkle...

Le premier rendez-vous avec Penny a complètement chamboulé Leonard. De son côté, la belle blonde trouve en Sheldon un confident inattendu...