Per il giovane Sheldon Cooper, non è facile crescere nel Texas orientale. Essere una mente unica in una generazione capace di matematica e scienze avanzate non è sempre utile in una terra dove la chiesa e il calcio la fanno da padrone. E mentre il vulnerabile, dotato e un po’ ingenuo Sheldon si occupa del mondo, la sua normale famiglia deve trovare un modo per affrontare lui. Suo padre, George, sta lottando per trovare la sua strada come allenatore di football del liceo e come padre di un ragazzo che non capisce. La madre di Sheldon, Mary, protegge e alleva ferocemente suo figlio in una città dove lui semplicemente non si adatta. Il fratello maggiore di Sheldon, Georgie, fa del suo meglio al liceo, ma è difficile essere cool quando sei nelle stesse classi con il tuo strano fratello minore. La sorella gemella di Sheldon, Missy, a volte si risente di tutta l'attenzione che Sheldon riceve, ma rimane anche l'unica persona che può dire in modo affidabile la verità a Sheldon. Infine, c'è l'amata Meemaw di Sheldon, la sua nonna texana sboccata e bevitrice che sostiene molto suo nipote e i suoi doni unici. Per 12 anni in The Big Bang Theory, il pubblico ha imparato a conoscere l'iconico, eccentrico e straordinario Sheldon Cooper. Questa commedia di mezz'ora con una sola telecamera ci offre la possibilità di incontrarlo da bambino, mentre intraprende il suo viaggio innocente, imbarazzante e pieno di speranza verso l'uomo che diventerà..
Sheldon, un geniale bambino del Texas, a soli 9 anni incomincia l'anno accademico in prima liceo nella stessa classe di suo fratello maggiore. Si fa però da subito odiare dai compagni e dai suoi insegnanti facendo notare le loro violazioni del codice della scuola in fatto di vestiario e igiene, tant'è che gli stessi chiedono al preside di cacciare il ragazzo dalla scuola. Il suo comportamento si ripercuote negativamente non solo sul fratello, ma anche sul padre, professore di football nella stessa scuola. Il ragazzo inizierà un minimo a capire il suo comportamento quando il padre gli racconta che è stato licenziato perché voleva far rispettare le regole a Galveston dove faceva l'allenatore. A tavola, prima di mangiare, la famiglia Cooper recita la preghiera e per la prima volta Sheldon prende per mano suo padre senza il guanto, cosa che non aveva mai fatto per via della sua paura dei germi, e i due si scambiano un breve sorriso.
Mary vede il figlio pranzare da solo ed è preoccupata perché non ha amici. Sheldon, saputo della cosa dalla sorella, cerca di farsi degli amici cercando di applicare il metodo appreso su di un libro preso in biblioteca, Come trattare gli altri e farseli amici di Dale Carnegie, ma senza successo. Decide allora, su consiglio della gemella, di contattare gli altri che hanno consultato il libro, ma scopre che sono i professori del liceo, ma non riesce a fare amicizia nemmeno con loro. Quando restituisce il libro, conosce però un ragazzo vietnamita appassionato come lui di missili e, con enorme felicità della madre, si fa finalmente un amico, Tam.
Sheldon interviene in chiesa per criticare le parole del pastore Jeff riguardo alla religione, essendo fin da bambino fervente sostenitore della scienza. Il suo ateismo però viene messo in dubbio prima dalle parole di Blaise Pascal e poi dal leggero attacco di cuore subito dal padre. Mary non volendo i suoi figli in ospedale lascia che sua madre, Costance, stia con loro a casa, ma Georgie ruba l'auto e raggiunge l'ospedale insieme a Missy e Sheldon; quest'ultimo, vedendo sua padre in pericolo di vita, per la prima volta prega. Quando però il George si riprende, Sheldon torna a comportarsi come suo solito.
Sheldon, dopo essersi quasi strozzato con una salsiccia durante la colazione, inizia ad avere paura di mangiare cibi solidi, costringendo la madre a frullargli tutto. Convinti che questa ennesima fissazione duri poco tempo, i genitori lo assecondano, ma dopo 5 settimane decidono di portarlo da uno psichiatra. Mentre è nella sala d'aspetto, il ragazzo legge un fumetto degli X-Men, nonostante ritenga queste letture per i bambini e, inaspettatamente, li trova molto interessanti perché sono giovani con grandi poteri temuti dal mondo, proprio come lui si vede; decide quindi di incamminarsi da solo fino al negozio di fumetti della città e, leggendo altri albi insieme al suo amico Tam, decide di affrontare la sua debolezza e torna a mangiare cibi solidi.
L'intera famiglia è seduta sul divano a guardardare una partita di football e tutti incitano la squadra ad effettuare un punt, tranne Sheldon che, usando la statistica, spiega com sia una mossa sbagliata. Dopo che la squadra usa quell'azione e va come ha detto il ragazzo, il padre, durante una partita della sua squadra, decide, contrariamente ai pensieri di tutti, di seguire le indicazioni del giovane figlio e vincono. Da quel momento George decide di seguire fedelmente i consigli statistici del figlio e la squadra continua a vincere, così Sheldon diventa l'eroe della scuola festeggiato da tutti, con suo grande disappunto data la sua avversione ai contatti fisici. Anche la nonna, accanita scommettitrice, si affida ai calcoli del nipote per vincere molti soldi. Il tutto continua con grande felicità anche di Tam che, in quanto amico del nuovo eroe della scuola, viene accettato da tutti, finché Sheldon non prende un B+ perché la stanchezza l'ha portato ad omettere i calcoli in un compito in classe di matematica. Disperato, per togliersi dalla situazione decide di raccontare tutto alla madre, che fa tornare la situazione alla normalità.
Il signor Givens, insegnante di scienze del liceo frequentato da Sheldon e Georgie, invita in classe il dottor Ronald Hodges, suo amico e scienziato della NASA, per parlare del programma spaziale. Irritato dal fatto che lo scienziato regala una toppa a Sheldon per azzittirlo dopo le sue domande, il ragazzino inizia a lavorare ad una teoria per prendersi una rivincita sul dottor Hodges. Dopo vari fallimenti nel tentativo di trovare un computer per velocizzare i calcoli, alla fine Sheldon elabora la sua teoria che invia alla NASA. Dopo un mese di attesa, George decide di portare il figlio e tutta la famiglia a Houston per ricevere l'agognata risposta. Dopo aver spiegato il tutto allo scienziato, Sheldon capisce che i suoi calcoli sono troppo avanti per le capacità tecniche attuali e se ne va soddisfatto per la vittoria sul dottor Hodges e in attesa di essere ricontattato una volta che la NASA avrà raggiunto la capacità per creare quanto da lui teorizzato.
L'intera famiglia è a cena intenta a gustare la punta di petto di Costance, di cui George, che la considera la più buona del Texas, brama la ricetta, che la suocera non vuole condividere con lui. Dopo vari litigi, la nonnina rivela finalmente la ricetta al genero, che si reca addirittura in un altro stato per cercare un ingrediente per cucinare la ricetta, ma, dopo 14 ore di cottura, scopre che è stato nuovamente preso in giro con una ricetta falsa, data da Costance come vendetta dopo che George è entrato di soppiatto nella sua casa nel tentativo di trovare il procedimento per la cottura. I ragazzi, preoccupati che questo possa minare i rapporti dei loro genitori, tentano di fare qualcosa, ma la soluzione verrà trovata dopo che Sheldon si ricorda, grazie alla sua memoria eidetica, di quando, all'età di appena 23 mesi, la nonnina, mentre lo imboccava, gli diede tutta la ricetta; minacciando di rivelare la ricetta a tutti, Costance finalmente si riappacifica col genero, considerato da lei inadeguato per la figlia. Nonostante tutto George si fa ugualmente rivelare da Sheldon la tanto agognata ricetta potendo finalmente preparare la punta di petto.
George ha il week end libero, così la moglie lo convince a passarlo facendo qualcosa che piace a Sheldon, che propone di andare a vedere il lancio di uno shuttle a Cape Canaveral. Il sabato quindi i due partono insieme a Georgie per il lungo viaggio che prevede anche il pernottamento in un motel, vista la lontananza dalla base. A causa di un brutto temporale però il lancio è annullato e i tre dovranno tornare a casa; ciononostante Sheldon ha avuto modo di legare con George avendo apprezzato molto il viaggio, anche se non è riuscito a dirglielo prima che lui morisse. Nel frattempo Mary ha una discussione con la madre a cui rinfaccia di non esserci mai stata per seguirla durante gli anni della crescita.
Sheldon, su invito del padre e dietro un compenso di un treno giocattolo pattuito grazie al consiglio della nonna, aiuta il fratello Georgie a prepararsi al compito di matematica, che gli causerebbe l'esclusione della squadra di football in caso di voto negativo. Sorprendentemente però il compito viene brillantemente superato, facendo ricredere Sheldon sulle sue capacità di insegnante, finché, parlando con Tam, scopre che il fratello ha imbrogliato. Confidandosi con la nonna, il ragazzino, che detesta chi imbroglia, si identifica nel personaggio del capitano Kirk che più di una volta ha aggirato le regole e, ciononostante, governa perfettamente la sua nave. Sheldon, chiedendo consiglio a Georgie che gli spiega l'importanza dei dettagli nelle bugie, inizia così a comportarsi male, seguendo l'esempio del fratello, finché non viene scoperto ed obbligato a rimediare alle sue malefatte.
Il preside riferisce a Mary e George che Sheldon è spesso maleducato con gli insegnanti, probabilmente perché il programma di studio del liceo, non abbastanza avanzato per le sue doti, lo annoia; propone quindi ai due di mandarlo in un istituto privato a Dallas per ragazzi dotati con una borsa di studio. Sheldon visita il campus sentendosi a suo agio e decide di trasferirsi lì vivendo a casa della direttrice dell'istituto, Flora Douglas. Mary è emotivamente turbata all'idea che Sheldon non viva più con loro, e anche George, Missy e Costance sentono la sua mancanza; alla fine George va a riprendersi suo figlio avendo compreso quanto lui sia importante per la famiglia. In auto il ragazzino ringrazia suo padre per averlo portato via da Dallas in quanto pure lui sentiva la loro mancanza e torna a casa con grande felicità di Missy che lo abbraccia e grande disappunto degli insegnanti.
Tam sta spiegando a Sheldon e Billy Dungeons & Dragons, quando Mary, portando loro la merenda, si accorge che sul libro del gioco c'è un'immagine di Satana e vuole quindi che il figlio smetta di giocarci. Prova quindi a parlare coi genitori degli amici, ma senza successo; decide quindi di far intervenire il pastore Jeff che riesce a convincere il ragazzo a partecipare al catechismo. Sheldon, applicando il metodo che userebbe uno scienziato, partecipa e legge anche tutta la Bibbia, ma, con sommo dispiacere della madre, decide di capire anche le altre religioni. Alla fine, dopo che in sogno gli compaiono un 1 e uno 0 che gli spiegano come tutto l'universo sia binario, il ragazzo decide di fondare una propria religione, basata sulla matematica, chiamata "matematologia".
Sheldon vorrebbe tanto che i genitori gli comprassero un computer, il Tandy 1000, ma glielo negano, non potendoselo permettere. Quando Costance si propone di prestare loro i soldi, George e Mary iniziano a discutere, soprattutto dopo che l'uomo scopre che lei ha messo da parte dei soldi senza dirglielo mentre lei gli rinfaccia di spendere tanto in birra, fino a che la donna decide di andarsene di casa per stare dalla madre coi gemelli, mentre Georgie rimane col padre. Successivamente Mary compra al figlio il tanto desiderato computer, che il ragazzino userà per cercare di rimettere a posto la relazione dei genitori. Alla fine però, dopo le scuse di George, faranno pace e i tre torneranno a casa.
Sheldon, a causa della sua germofobia, dopo aver visto la sua insegnante, la signora MacElroy, starnutire in classe, fugge dalla scuola e, successivamente, anche dall'ora di punizione e viene sospeso. Dopo aver parlato col suo dottore che gli spiega come fa a non ammalarsi, inizia a portare guanti e mascherina in casa e, successivamente, costruisce nel garage una stanza sterile in cui è deciso a passare il resto della sua vita. Nessuno riesce a convincerlo ad uscirne, né la madre, che fa leva sui suoi sentimenti, né la nonna che tenta di usare i suoi famosi biscotti. Alla fine però Costance, ricordandogli le sue origini texane, riesce a farlo uscire, ma subito dopo cade malato, consolato come al solito dalla madre con "Soffice Kitty"
Il pastore Jeff chiede a Mary di prendere il posto della precedente segretaria parrocchiale e lei ne è entusiasta, ma ha il problema dei gemelli che rimarrebbero senza nessuno che li controlli, visto che Costance si rifiuta. Su consiglio di George, decidono di lasciarli da soli e, mentre Mary passa il pomeriggio a sentire gli sfoghi del pastore sui suoi problemi coniugali, i due se la cavano, nonostante una scheggia di legno infilzata nel dito di Sheldon e rimossa dalla sorella grazie alle pinzette dell'allegro chirurgo.
Sheldon, a pranzo con Tam in biblioteca, vede una ragazza, Libby, prendere e leggere un libro di geologia assente dai piani di studio e, incuriosito, si avvicina e la invita a mangiare con loro ed i tre diventano amici. Sheldon, affascinato dalla sua intelligenza e conoscenza, passa molto tempo con lei e si appassiona anche alla geologia, mentre Tam ne è solo attratto fisicamente. Tutto ciò desta molta curiosità nella famiglia, che pensa che il ragazzino abbia trovato una ragazza, e preoccupazione per Mary, che invece lo vede solo come un bambino. Quando Libby propone ai due di andare a vedere un film a Houston e che avrebbe guidato lei, Mary nega il permesso e Sheldon si arrabbia moltissimo, sfogandosi pulendo tutta la casa. Vedendolo così la madre cambia idea, a patto di conoscere prima la ragazza, che viene invitata nella loro casa. Questo però cambia tutto perché Sheldon capisce che Libby non lo vede come un amico alla pari, ma solo come un bambino a cui fare da "babysitter" e si mette a piangere sul suo letto. Mary cerca di fargli capire che la sola intelligenza agli occhi degli altri non lo fa apparire più maturo, perché serve anche una maturita a livello emotivo che ancora non possiede, ma aggiunge che un giorno avrà tanti amici. Il giovane Cooper decide infine di lasciar perdere la geologia, considerandola una materia per bambini che collezionano rocce.
Sheldon, dopo non aver vinto la "fiera della scienza" del suo liceo, decide di abbandonare la scienza. Dopo essersi comportato male ed aver parlato con lo psichiatra Goetsch, decide di impegnarsi nella recitazione, dove, a detta dell'insegnante, il signor Lundy, risulta molto bravo, tanto da meritarsi il ruolo di protagonista nello spettacolo della scuola, Annie, dove deve recitare il ruolo della protagonista femminile, per la preoccupazione della famiglia. La sera del debutto però, impaurito dal palco, decide di non recitare più, e il suo ruolo verrà interpretato dall'insegnante.
Mary, preoccupata che Sheldon sia vittima di bullismo, visto che corre sempre a casa dopo essere sceso dallo scuolabus, chiede a George di controllare il fratello e scopre così che la colpevole è Bobbi Sparks, la figlia minore, di appena 6 anni, dei vicini. Dopo il fallimentare tentativo del marito, che causa una vendetta da parte della bambina su Sheldon, Mary si reca nella sala da bowling, solitamente frequentata da Connie che non la prende bene, per tentare di trovare una soluzione con Brenda, la madre di Bobbi, che lavora lì. Nel frattempo Sheldon chiede aiuto a sua sorella Missy, che però, anziché picchiare la vicina, ci passa il pomeriggio a giocare. Ogni tentativo non sortirà effetto, se non far diventare amici George e Hershel Sparks, il padre.
Mary, dopo aver visto le scene violente e di nudo di Watchmen, confisca tutti i fumetti di Sheldon che, arrabbiato, pretende di essere trattato come un adulto. La madre quindi asseconda la sua richiesta smettendo di fare qualsiasi cosa per lui, che però, per farle dispetto, decide di andare da subito all'università, in modo da farla soffrire per la lontananza. L'arrivo di un tornado però spaventa così tanto il ragazzino che il rapporto torna come prima.
Sheldon, annoiato dalle lezioni del liceo, inizia a seguire un corso universitario di fisica teorica tenuto dal professor John Sturgis, che si mostra molto interessato a Connie, che ha accompagnato il nipote. L'uomo, molto simile per certi versi al nipote, intriga la donna durante il loro primo appuntamento, mentre Sheldon spera che i due si sposino, così che ci sia qualcun altro intelligente in famiglia. Nel frattempo, Missy, incapace di fare i suoi compiti da sola, chiede aiuto a Georgie perché il gemello è assente; dopo delle difficoltà iniziali, con grande gioia di entrambi il compito della ragazzina è perfetto e il ragazzo lo appende alla sua bacheca.
Dopo l'arresto del cognato di Hershel Sparks, arriva nella loro casa il suo cane, che, inspiegabilmente, non fa che seguire Sheldon, che ne è terrorizzato. La situazione si complica quando il ragazzino si sveglia nel cuore della notte col cane vicino al letto: questo accadimenti infatti porta Mary e Brenda a litigare e l'intervento di Connie inasprisce ulteriormente la situazione. Venuto a conoscenza di quanto sta accadendo, il pastore porta le donne a scusarsi e a fare la pace, mentre Sheldon, seguendo i consigli di un libro su come superare le fobie, arriva addirittura ad accarezzare l'animale, salvo fuggire quando lo stesso lo lecca sulla lingua. Per abituarlo alla presenza degli animali, Mary regala al figlio un pesciolino, che però verrà inavvertitamente ucciso dal padre dopo pochi giorni.
Sheldon invita a cena il professor Sturgis senza averlo detto a nessuno, in particolare alla nonna, che gli fa capire che la sua continua presenza sta interferendo nella loro relazione. Il professore quindi, su consiglio del ragazzino, propone a Connie di andare da lei e cucinarle una ricetta cinese imparata nei suoi viaggi; la serata trascorre bene e, nonostante un iniziale rifiuto dell'uomo perché intimorito da quello che lei potrebbe pensare, accetta l'invito della donna a passare la notte insieme. Nel frattempo George, dopo che il figlio gli ha detto che vuole prendere come modello il professore e non lui, su invito della moglie decide di passare più tempo con la figlia, a cui propone di fare qualsiasi cosa lei voglia; Missy allora gli chiede di andare a cena fuori da soli a mangiare aragosta vestiti eleganti e, nonostante la paura dell'uomo di non essere in grado di passare del tempo da solo con la ragazzina, la cena va bene e i due si avvicinano molto. Intanto a casa Mary cena da sola con Georgie perché Sheldon non si muove dal divano per controllare come va la serata a casa della nonna; la donna però si pente presto della richiesta di parlare col figlio per via della domanda sulla veridicità sul fatto che si sia sposata quando era già incinta di tre mesi di lui ed è costretta a mentirgli.
La relazione tra Connie e John Sturgis prosegue bene, fino a che un suo precedente fidanzato, Ira Rosenbloom, cerca di rimettersi con lei. La donna, dopo una cena insieme a lui, decide di piantarlo perché si sente innamorata del professor Sturgis, con grande gioia di Sheldon, che era preoccupato dopo averla vista uscire con un altro uomo. Ira però non si arrende e decide di mandarle dei mobili per il salotto del suo mobilificio. Il regalo arriva mentre la donna sta cenando con John che, dopo aver ricevuto la spiegazione della situazione, si reca nel mobilificio spiegando ad Ira che deve lasciar perdere Connie, ricevendo però un rifiuto ed un'offesa. Sorprendentemente però, nonostante i due siano rivali, stringono una sorta di amicizia. Quando John racconta a Connie quello che ha fatto, lei va su tutte le furie con lui e con Sheldon perché continua ad intromettersi nella loro relazione e a spiarla col binocolo da casa sua. La donna quindi pretende che ci siano delle regole e questo fa venire al nipote l'idea di stipulare un contratto che normi i rapporti tra i tre. Sheldon così scrive il primo contratto per regolamentare i legami tra persone.
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