Avec la date du décollage de Howard qui est avancée, Bernadette et lui réfléchissent à un moyen de se marier au plus vite. Une cérémonie est donc organisée sur le toit de l'immeuble de Sheldon, Leonard et Penny, où tous officieront comme pasteurs.

La NASA replanifie la mission d’Howard, mettant les plans pour le mariage en danger. En attendant, Leonard dit quelque chose de surprenant à Penny dans la chambre à coucher.

Les garçons organisent l'enterrement de vie de garçon de Howard, entre hommes, pendant que les filles préparent la réception. La soirée qui devait être calme vire au désastre pour Howard quand Raj, ivre, révèle le passé sexuel de Howard que Wil Wheaton s'empresse de mettre en ligne.

Howard est désigné pour assister Stephen Hawking lors de sa visite à l'université. Sheldon désire le rencontrer afin de lui présenter ses travaux sur le boson de Higgs. Howard profite de cette occasion pour lui faire du chantage.

Pour se faire pardonner auprès de Sheldon, Penny lui offre un jouet collector : un mini transporteur de Star Trek, dans sa boîte d'origine. Sheldon essaie de garder son cadeau intact, cependant Spock lui apparaît en rêve et lui suggère d'ouvrir la boite. Pendant ce temps, Raj se résout à accepter un mariage arrangé, mais la femme qu'il rencontre souhaite se marier pour cacher son homosexualité.

Les quatre garçons décident de s'organiser un week-end jeux vidéo entre eux, mais ce week-end tombe mal pour Amy, qui voulait présenter Sheldon à sa famille. Le physicien tente donc de trouver un compromis pour ne pas décevoir sa petite-amie mais sans délaisser ses passions. Quand il choisit ses amis et le jeu vidéo, Amy demande conseil à Penny.

Alors que le coiffeur qui lui fait habituellement sa coupe de cheveux tombe malade, Sheldon décide d'envoyer balader toutes ses routines, au grand désespoir de Leonard et Penny. Pendant ce temps, Howard suit les entraînements des astronautes de la NASA, et Bernadette ne peut que le supporter de loin.

L'un des professeurs de l'université est forcé de prendre sa retraite, ce qui laisse un grand bureau vide. Aussitôt, Sheldon et Kripke se le disputent. Du côté des filles, Amy fait un cadeau démesuré à Penny : une grande toile les représentant. Mais Penny et Bernadette s'accordent à dire que cette peinture est affreuse.

Sheldon se retrouve contraint de prendre ses jours de congé et décide de les passer à l'université, avec Amy. La famille de Bernadette veut qu'elle signe un contrat de mariage, du fait qu'elle gagne mieux sa vie que Howard ; et bien qu'elle ait choisi de se confier à ses amies, l'information finit par se savoir parmi les quatre garçons.

Suite à une nouvelle lubie de Sheldon, Leonard décide de rompre son « Accord de Colocataires », ce qui embarrasse grandement le surdoué mais refuse de l'admettre. Pendant ce temps, Howard se prépare pour être intégré dans l'équipe de vol de la future mission de la NASA, et s'interroge sur son futur surnom dans l'équipe.

Penny et Leonard se donnent une seconde chance en essayant d'être plus honnêtes entre eux. Raj a trouvé une femme à qui il peut parler sans problème : la voix féminine de son iPhone: Siri. Pendant ce temps, Sheldon et Amy essaient de lancer leur émission sur Internet.

Leonard se surprend à avoir de nouveau envie d'être avec Penny et lui propose de diner en tête à tête. Tout le groupe est assez surpris, sauf Sheldon qui ne s'y intéresse pas. La soirée est un désastre, du moins Leonard le croit.

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...

Leonard est obligé d'affronter l'homme qui l'a autrefois martyrisé pendant sa scolarité, Jimmy Speckerman. C'est alors que Penny se remet en question...

Quand Stuart propose à Amy de sortir avec lui, Sheldon se dit qu'il est temps de passer aux choses sérieuses avec elle. Le groupe se passionne pour un jeu...

Sheldon fait tout pour surmonter sa peur maladive des oiseaux. De leur côté, Leonard et Penny tentent de sortir ensemble comme de simples amis...

Amy est blessée quand Bernadette et Penny vont faire leurs courses de demoiselles d'honneur sans elle. Elle s'adresse alors à Sheldon pour trouver du réconfort...

Sheldon essaie de se placer dans l'esprit d'Halloween et tente d'effrayer ses amis. Pendant ce temps, un artiste de BD s'intéresse à Leonard...

Sheldon est contrarié. Sa mère vient passer quelques jours chez lui. Elle refuse de lui faire à manger et ne veut pas non plus l'acompagner à des conférences...

Sheldon est vexé quand Leonard se rend à une soirée avec des acteurs de Star Trek. De son côté, Bernadette veut empêcher Howard de se transporter dans l'espace...

Penny organise un rendez-vous galant entre Raj et une de ses amies sourdes. Elle ignore que cette dernière n'est intéressée que par l'argent...

Tandis que Sheldon reste chez lui pour jouer avec son train, Leonard et Amy en apprennent plus l'un sur l'autre alors qu'ils vont à un mariage...

La chaise de Penny cause des problèmes de santé à Sheldon. Amy se retrouve, bien malgré elle, au beau milieu d'une dispute entre Sheldon et Penny...

Tout le groupe doit gérer les conséquences de la nuit que Raj et Penny ont passée ensemble. Penny, dont la carrière d'actrice ne décolle pas, pense retourner s'installer dans le Nebraska. Elle demande conseil à Amy sur la marche à suivre. De son côté, Sheldon prend en charge l'équipe de paintball...