小谢尔顿交了一个教授朋友，他因此得到了在大学里旁听的机会。因为他是整个大学教室里最年轻最聪明的孩子，所以总是受到各种崇拜敬佩的眼光。但是，小谢尔顿碰到了一个和他一样聪明的女孩佩吉。佩吉比他小还比他聪明，教授很喜欢这个小女孩，原本是对谢尔顿的关注度也转了一大部分在佩吉身上，这让谢尔顿感到很挫败。为了增进谢尔顿和佩吉的关系，教授让两个家庭找个时间交流一下，这个消息让妈妈玛丽很激动，因为她终于有机会和其他一样有神童的家庭交流心得了。小谢尔顿依旧在自己喜欢的领域探索，在本季的结尾，当诺贝尔物理学奖颁发给的物理学家

主人公莱纳德和谢尔顿是一对好朋友，他们的智商绝对高人一等，因为他们对量子物理学理论可以倒背如流，无论你问他们什么问题，都难不倒他们。但是说到日常生活，这两个不修边幅的男孩就彻底没了脾气——生活中柴米油盐这些看似简单的事情，却让他们有迷失在太空里一样的感觉，他们所掌握的那些科学原理在这里根本没有用武之地。直到有一天，隔壁搬来一位美貌性感的女孩佩妮，顿时吸引了莱纳德的目光。佩妮是个梦想成为演员的女孩，但一直没有能成功，平时只能在快餐店打工，她个性开朗，待人友善，是位与莱纳德、谢尔顿截然不同的追求时尚的年轻人，

斯特吉斯博士在精神病院住院后，玛丽担心谢尔顿可能会发生类似的事情。由于玛丽间接地试图评估谢尔顿的精神状态，因此她的问题使谢尔顿担心自己的心理健康，于是带他去看了医生。谢尔顿一直认为自己的行为和以前没有什么不同，所以他想知道为什么妈妈会突然这么关心他。而后，玛丽告诉他关于斯特吉斯博士的真相以及他在精神病院的情况后，谢尔顿明白了妈妈只是担心他。

莱纳德和佩妮分手后，决定继续做普通朋友。与此同时，经过几个月的短信交流，谢尔顿终于决定和神经生物学家艾米约会，这可是他人生中的首次约会。和他堪称绝配的艾米，最终是否能成为他的女朋友？佩妮对“谢米恋”大感兴趣，却发现自己成了尴尬的电灯泡。

莱纳德、谢尔顿、霍华德和拉杰什他们四人从为期三个月的北极圈科学考察中归来，佩妮终于对莱纳德展露了感情。同时，谢尔顿得知自己在北极中取得的重大科学发现原来是莱纳德他们三个的恶作剧，一气之下他跑回老家。三个好友只得追到德克萨斯州，把谢尔顿带回家。