สี่หนุ่มอัจฉริยะสุดป่วนต้องเผชิญบททดสอบครั้งใหม่เมื่อชีวิตรักและอาชีพการงานเริ่มวกวนไปคนละทิศทาง ลีโอนาร์ดต้องรับมือกับความสัมพันธ์ที่ห่างเหินกับเพนนี ขณะที่เชลดอนประกาศสงครามเย็นกับเอมีเพื่อนร่วมงานสาวสุดแปลกที่เริ่มมีอิทธิพลเหนือเขา ส่วนโฮเวิร์ดกับราจก็ต้องรับมือกับความวุ่นวายจากการทำงานโครงการวิทยาศาสตร์สุดลับที่อาจทำให้พวกเขาได้เลื่อนขั้นหรือตกงานกันทั้งทีม ท่ามกลางมุกวิทยาศาสตร์และเกร็ดความรู้สุดพิลึกที่ทั้งสี่คนใช้ต่อสู้กับปัญหาหัวใจและมิตรภาพที่กำลังสั่นคลอน
