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.
Le critiche di Penny nei confronti della vita romantica di Wolowitz lo spingono in depressione e lo tengono lontano da un combattimento robotico dove i suoi amici richiedono il suo aiuto.
Leonard, Sheldon e Wolowitz sono eccitati quando scoprono che una famosa attrice di fantascienza (Summer Glau) è a bordo del treno che li sta portando a San Francisco.
Leonard e Koothwappali scortano Wolowitz con il cuore spezzato fino a Las Vegas. Sheldon rimane chiuso fuori dal suo appartamento e deve rimanere con Penny.
Al secondo appuntamento con Stuart, Penny fa un commento che da a Leonard nuove speranze per una relazione con lei. Wolowitz scopre che c'è un errore critico in un progetto della NASA su cui sta lavorando.
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