В жизни двух блестящих физиков-теоретиков, Леонарда и Шелдона, наступают перемены. Их привычный мир, построенный на строгих научных дискуссиях, комиксах и викторинах, был ограничен общением с такими же увлеченными технарями — инженером Говардом и астрофизиком Раджешем. Их дни текли размеренно и предсказуемо, пока в соседней квартире не поселилась новая жительница.
Этой жительницей оказалась Пенни, жизнерадостная и обаятельная девушка, мечтающая о карьере актрисы. Её появление подобно яркой вспышке света в чёрно-белую вселенную их быта. Для Шелдона, человека, чья жизнь подчинена незыблемому расписанию и строгой логике, это стало настоящим испытанием. Он воспринимает её как источник хаоса, нарушающий его идеальный порядок.
Леонард же, напротив, с первого взгляда очарован новой соседкой. Её непосредственность и простота, так контрастирующие с его сложным внутренним миром, вызывают в нём чувства, которые не описать научными формулами. Он, всегда чувствовавший себя неуверенно в общении с женщинами, находит в Пенни что-то необъяснимо притягательное.
Даже Говард, считающий себя неотразимым покорителем женских сердец, и застенчивый Радж, который в присутствии девушек теряет дар речи, не остаются в стороне. Появление Пенни заставляет их по-новому взглянуть на себя и окружающий мир, который внезапно стал гораздо шире и разнообразнее.
Так начинается их удивительная история. История о столкновении двух совершенно разных миров: мира высоких интеллектуальных материй и мира простых человеческих эмоций, дружбы и любви. Пенни, со своим житейским опытом и практическим взглядом на вещи, постепенно становится для этой компании не просто соседкой, а важной частью их жизни, внося в неё долгожданное тепло, лёгкость и понимание того, что далеко не все в этой жизни можно объяснить с помощью теории струн.