Сериал "Теория большого взрыва" начинается с того, как в пустующую квартиру напротив двух физиков-соседей въезжает Пенни. Для Леонарда и Шелдона, привыкших к своему строго распланированному миру формул и комиксов, появление жизнерадостной официантки из Небраски с мечтами об актерской карьере становится событием, сравнимым с нарушением законов термодинамики. Особенно для Леонарда, который с первого взгляда понимает, что эта девушка — его личная нерешаемая задача, а для Шелдона — просто новый источник беспорядка, угрожающий его расписанию и чистке дивана.
Дуэт главных героев — это два полюса гениальности. Леонард, хоть и вырос в семье психолога, превратившей его детство в сплошной эксперимент, все же пытается быть социально адаптированным. Шелдон же существует по своим внутренним алгоритмам, где нет места иронии или простым человеческим слабостям. Его мир — это точные науки, расписание на неделю вперед и уверенность в том, что он — самый умный человек в любой комнате. Их странную пару дополняют коллеги: Говард, инженер, чьи попытки флирта так же нелепы, как и его мамины крики из соседней комнаты, и молчаливый Радж, который не может вымолвить ни слова при виде женщины.
Вся эта компания, связанная общей работой и любовью ко всему, что связано с фантастикой, постепенно открывает свою вселенную для Пенни. И она, в свою очередь, становится для них тем самым недостающим элементом, который заставляет их уравнения о дружбе и отношениях обрести новый, очень человеческий смысл. Именно такое неожиданное соседство и легло в основу "Теории большого взрыва".