เชลดอน คูเปอร์ วัย 9 ขวบ ก้าวเข้าสู่ปีสุดท้ายของการเรียนไฮสคูลด้วยความมั่นใจเกินร้อย แต่ชีวิตวัยรุ่นกลับซับซ้อนกว่าสมการฟิสิกส์ เมื่อแม่แมรี่ต้องรับมือกับความเปลี่ยนแปลงของครอบครัว พ่อจอร์จมีปัญหาสุขภาพ มิซซี่เริ่มมีโลกส่วนตัว และจอร์จี้ต้องแบกรับความรับผิดชอบใหม่ ขณะเดียวกันเชลดอนต้องเผชิญกับบททดสอบครั้งใหญ่ทั้งด้านวิชาการและสังคมที่จะหล่อหลอมเขาให้ก้าวสู่เส้นทางนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ในอนาคต