在上一季的结尾，莱纳德（约翰尼·盖尔克奇 Johnny Galecki 饰）和佩妮（凯莉·库柯 Kaley Cuoco 饰）宣布订婚，他们和谢尔顿（吉姆·帕森斯 Jim Parsons 饰）商量让他搬出公寓，女友艾米建议谢尔顿与她同居，这把谢尔顿吓坏了。与此同时，他们最爱的漫画店惨遭火灾。谢尔顿一时间难以接受生活中的种种变故，负气出走。一个多月过去了，谢尔顿会在这场跨越美国大陆的旅程中遭遇什么？
在新的一季中，其他几位主角的生活也有新变化。佩妮放弃了演艺事业，正式踏入了药品推销之路，她与伯纳黛特将会成为同事。霍华德最烦恼的事是，自己的妈妈和漫画店老板斯图尔特住在一起。单身汉拉杰什何时才能找到女朋友？

故事围绕着五位主角展开。在大学任职教授的泰德（乔什·拉德诺 Josh Radnor 饰）还在感情路上寻寻觅觅，等待真命天女的到来。这天，巴尼（尼尔·帕特里克·哈里斯 Neil Patrick Harris 饰）告诉他一个消息，巨人国家银行委派他设计一座新的总部大楼。几经 考虑后，泰德答应接受这份工作，因此泰德和巴尼成为了工作伙伴。
另一方面，婚后的马修（杰森·席格尔 Jason Segel 饰）和莉莉（艾丽森·汉妮根 Alyson Hannigan 饰）开始了他们伟大的“造人计划”，然而事情并非一帆风顺。他们的好友罗宾（寇碧·史莫德斯 Cobie Smulders饰）因为与男友分手而情绪低落，她何时可以摆脱失恋阴霾？