Pasadena, California. Quattro giovani scienziati di diversi campi – il fisico sperimentale Leonard Hofstadter, il fisico teorico Sheldon Cooper, l'astrofisico Rajesh Koothrappali e l'ingegnere aerospaziale Howard Wolowitz – lavorano insieme al California Institute of Technology. Questi fanno amicizia con Penny, una bella ragazza di provincia col sogno di diventare attrice, venuta a vivere nell'appartamento di fronte a quello condiviso da Leonard e Sheldon.
Arriva il momento delle "Olimpiadi della Fisica" e Leonard, Howard e Rajesh convincono Sheldon a partecipare nella loro squadra. Ma le velleità dittatoriali dell'egocentrico Dott. Cooper fanno sì che ben presto gli amici gli chiedano di lasciare il team. Sheldon allora decide di competere con una squadra tutta sua.