Leonard et Sheldon sont des vrais nerds! Ils ont un doctorat en physique, mais leur vie sociale et amoureuse est plutôt un échec. Tout ça va changer avec l'arrivée de Penny, une nouvelle voisine. Blonde et jolie, cette serveuse et aspirante actrice tombe dans l'oeil de Leonard, qui espère découvrir avec elle de nouvelles possibilités... physiques! Sheldon, lui, préfère encore passer ses soirées en compagnie de ses amis, Wolowitz et Koothrappali, à jouer des jeux de geeks et à écouter Star Wars.
Leonard et Penny se plient en quatre pour organiser une cérémonie qui conviendra à tous. Mais l'arrivée des parents de Leonard, fraîchement divorcés, et de la mère de Sheldon, dévote notoire, sème le chaos. Des conflits éclatent. Parallèlement, l'invention d'Howard suscite l'intérêt du gouvernement...