Leonard e Sheldon sono due brillanti studiosi di fisica, quel genere di cervelli che riesce a capisce come funziona l'Universo. Sebbene geniali, entrambi hanno grosse difficolta' a relazionarsi col prossimo e, in particolare, con l'altro sesso. Qualcosa inizia a cambiare quando una bella e vivace ragazza di nome Penny va a vivere accanto a loro. Mentre Sheldon sembra intenzionato a continuare con le consuete serate in compagnia degli amici scienziati Howard e Rajesh, Leonard, si lascia travolgere poco a poco dall'esuberanza della vicina scorgendo in lei un nuovo e affascinante universo di possibilita', mai prese in considerazione prima, inclusa quella dell'amore!