Nesta temporada, o universo romântico da gangue do Big Bang se expande. No rebote de Penny, Leonard cai nos braços da irmã de Raj, Priya. Sheldon arruma uma namorada, ou melhor, uma amiga que é uma menina: Amy, uma neurobióloga severa que se declara amiga de Penny. Howard e Bernadette esquentam. E o mesmo acontece com Raj e Bernadette (pelo menos no devaneio de Raj em Bollywood).
4 - 1A Manipulação Robótica 23/09/2010
4 - 2A Amplificação dos Vegatais 30/09/2010
4 - 3A Substituição Jazzy 07/10/2010
4 - 4O Desvio Quente da Pegadinha 14/10/2010
4 - 5A Emanação do Desespero 21/10/2010
4 - 6A Formulação do Pub 28/10/2010
4 - 7A Insuficiência das Desculpas 04/11/2010
4 - 8A Excitação de 21 Segundos 11/11/2010
4 - 9A Complexidade do Namorado 18/11/2010
4 - 10A Hipótese do Parasita Alienígena 09/12/2010
4 - 11A Recombinação da Liga da Justiça 16/12/2010
4 - 12A Utilização das Calças de Ônibus 06/01/2011
4 - 13O Deslocamento do Carro do Amor 20/01/2011
4 - 14A Tespia Catalisadora 03/02/2011
4 - 15O Fator da Doadora 10/02/2011
4 - 16A Formulação da Co-Habitação 17/02/2011
4 - 17A Derivação do Brinde 24/02/2011
4 - 18A Aproximação da Prestidigitação 10/03/2011
4 - 19A Incursão de Zarnecki 31/03/2011
4 - 20A Germinação do Jardim de Ervas 07/04/2011
4 - 21A Dissecação do Acordo 28/04/2011
4 - 22A Implementação do Gnu 05/05/2011
4 - 23A Reação ao Noivado 12/05/2011
4 - 24A Transmogrificação do Colega 19/05/2011