Les choses bougent pour la petite bande d'amis. Leonard revient de son voyage et retrouve ses camarades, certains plus heureux que d'autres. Penny a laissé tomber son travail de serveuse pour se consacrer au métier d'actrice et elle se rapproche de plus en plus de Leonard. Elle va même jusqu'à lui faire une demande en mariage. Raj, de son côté, continue de chercher l'âme soeur, jusqu'au jour où il croise la route d'Emily, une dermatologue. Le succès de cette série qui popularise les moeurs des "geeks" ne se dément pas et cette saison, en relançant les intrigues, la rend d'autant plus intéressante. Sheldon se sent blessé quand Arthur Jefferies, alias professeur Proton, son héros d'enfance, demande à Leonard de l'aider sur un projet au lieu de faire appel à lui. Il prépare sa revanche. Raj se joint aux filles pour une soirée spéciale. Mais Howard se mêle de tout et détourne le sens donné à l'événement. Raj en est contrarié...