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.
Sheldon, rendendosi conto che spesso non si dimostra gentile perché non distingue quello che provano gli altri, decide di procurarsi un rilevatore di emozioni per riuscire a correggersi e farsi accettare meglio. Penny ospiterà suo fratello Randall per trovare lavoro a Pasadena e Leonard sembrerebbe contento, ma grazie al rilevatore di emozioni di Sheldon dimostra che in realtà è irrequieto; i due giungono comunque ad accordarsi di non ospitarlo più, perdonando Sheldon per la sua invadenza. Nel frattempo Raj, stanco di essere single, decide di riunire a casa sua le sue ex Emily, Lucy, Claire e Emily (sordomuta), per capire dove ha effettivamente sbagliato ed evitare in futuro di ripetere gli errori.
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