La décima temporada comienza cuando Beverly, la madre de Leonard se siente decepcionada porque su hijo se casase precipiptadamente y Penny decide contentarla. Leonard y Penny van a celebrar por segunda vez su boda. Lidiarán con juntar a los padres de Leonard, la madre de Sheldon y los padres y el hermano de Penny en la misma ceremonia sin incidentes. Howard, Sheldon y Leonard trabajan en un proyecto para el Ejército. Bernadette y Howard esperan a que nazca su bebé, y no quieren saber si es chico o chica pero Raj lo averigua.
Alfred y Mary acuerdan verse pronto tras la boda, lo que irrita a Beverly. Por su parte, la familia de Penny llega al enlace y teme que la entrada en prisión del hermano de Penny, Randall, haga que la familia de Leonard piense que son basura. Howard recibe una llamada de un coronel con respecto a la NASA.
S10E02 - La miniaturización militar
Leonard se reúne con el coronel quién, sorprendentemente, afirma sentirse muy satisfecho con el proyecto presentado por los amigos. Sin embargo, este desea una versión en miniatura que pueda servir como uso militar. Bernadette se entera de que alguien ha difundido el rumor de que está embarazada. Temerosa de que puedan alejarle del proyecto más prometedor de la empresa, busca al culpable.
S10E03 - La trascendencia de la dependencia
Leonard, Howard, Sheldon y Raj se encuentran agobiados por el proyecto que les ha encargado el coronel. La soberbia de Sheldon ha provocado que tengan que hacer el mismo en dos meses, algo que resulta imposible, incluso con una bebida energética de por medio. Por su parte, Bernadette experimenta sus ganas de ser madre.
S10E04 - La experimentación de la cohabitación
Una inundación hace que Amy tenga que abandonar su piso durante cinco semanas. Ante esto, Leonard propone a la científica irse a vivir al apartamento de los chicos. Sin embargo, Sheldon decide que su novia y él mismo vayan a vivir a la casa de Penny. Por su parte, Howard y Bernadette descubren que Raj sabe el sexo de su bebé.
S10E05 - La contaminación del jacuzzi
Los hábitos de Sheldon nunca han sido sencillos. En esta ocasión, el científico discute con sus compañeros de piso sobre un horario que ha establecido para ir al baño. Mientras Penny descubre las insospechadas dudas de Sheldon; Leonard enseña a Amy qué es una vida sin Sheldon. Howard y Bernadette ven su fin de semana libre estropeado.
S10E06 - El catalizador de la patada del feto
Sheldon organiza un brunch sorpresa para Amy, en el que Stuart, Bret y un vecino, de origen rumano, acuden como invitados. Penny, por su parte, acude a una convención de cómics para hablar acerca de su papel en las películas Simio en serie. Howard siente, por primera vez, las patadas de su bebé, aunque el impacto del mismo pasa al nivel físico.
S10E07 - La elasticidad de la veracidad
Sheldon y Amy deciden rodar un episodio de Diversión con banderas en el exterior. En pleno rodaje, Sheldon se entera de que el apartamento de su novia ya había sido arreglado y que esta le había mentido para seguir viviendo con él. Penny se lleva los objetos de colección de Leonard al trastero, algo que enfurece al científico.
S10E08 - La incubación del cerebro en un bol
Amy combina sus células con Sheldon, para crear neuronas primitivas. Este hecho hace que Sheldon vea, de forma repentina, aumentar sus ganas de tener un hijo con Amy, aunque esta no parece estar dispuesta a tenerlo ya. Por su parte, Raj se queda prendado de Issabella, una mujer de la limpieza de su laboratorio.
S10E09 - La elevación de la geología
Bert recibe una beca, por lo que el grupo centra toda su atención en él, para desgracia de Sheldon. Stephen Hawking contacta con el científico para asegurarle que los celos son normales y que, incluso él, padece esos mismos síntomas. Aún así, Bert intenta hacer las paces con Sheldon, llevándole a un show de la televisión.
S10E10 - La colisión de la división de la propiedad
Sheldon y Amy se llevan el cuadro de Penny y esta al apartamento contiguo. Esto hace que Leonard y Sheldon decidan repartirse sus objetos; algo que parece ir bien hasta que la bandera oficial del apartamento entra en juego. Por su parte, Howard y Bernadette ofrecen a Stuart quedarse en su casa si este ayuda con el bebé, algo que enfurece a Raj.
S10E11 - La sincronicidad del cumpleaños
El bebé de Bernadette y Howard está a punto de nacer. En pleno proceso, Raj revela, accidentalmente, el sexo del bebé. Por otro lado, el grupo entero recuerda lo quehan pasado juntos. Además, Sheldon y Amy se dan cuenta de que el nacimiento coincide con el cumpleaños de la microbióloga que, a su vez, es la festividad anual de sexo de la pareja.
S10E12 - El resumen de las fiestas
La Navidad ha llegado y ha pasado de largo para los amigos, aunque ha resultado imposible que sus efectos se hayan diluido. Sheldon y Amy relatan su viaje a Texas para conocer a la madre del físico. Penny y Leonard hablan sobre la dificultad de talar un árbol y llevarlo al apartamento; y Howard y Bernadette hablan sobre la dificultad de convivir con una Hailey que no paraba de llorar.
S10E13 - La recalibración del amor
Leonard y Penny sospechan que el otro miembro de la relación da la misma por sentada al haber contraído matrimonio. Para comprobar esta hipótesis, Penny se lleva a Amy a un spa, en vez de a Leonard. Sin embargo, este, con la ayuda de Sheldon, las persigue. Howard y Raj, por su parte, emprenden actividades de bricolaje.
S10E14 - La automatización de la detección de emociones
Ante la imposibilidad de poder interpretar las emociones de los demás, Sheldon pide prestada una máquina que permite saber qué siente cada uno. Esto provoca una discusión entre Penny y Leonard. Mientras tanto, Raj decide llamar, una a una, a sus ex novias, para descubrir la razón por la que sigue soltero.
S10E15 - La reverberación locomocional
Leonard y Howard han acabado, prácticamente, el encargo realizado por el coronel. Sin embargo, Sheldon cree que pueden hacer el mismo incluso más pequeño. Leonard le regala un billete de tren para distraerle. Por su parte, las chicas sacan a Bernadette de fiesta para que esta se distraiga de su maternidad. Los cuidadores de su hija no son otros que Stuart y Raj.
S10E16 - La evaporación del permiso
Sheldon y Amy se encuentran con Bert. Este revela, de forma accidental, que sabe que la pareja practica el sexo una vez al año. Amy se enfada con Sheldon, lo que provoca que este la confiese un secreto insospechado. Por su parte, el padre de Raj ha anunciado a su hijo que va a dejar de buscarle esposa hasta que este sea económicamente independiente.
S10E17 - El enigma del Cómic-Con
Como todos los años, el Cómic-Con se acerca, y cada uno de sus amigos planea cómo ir. Raj contrata a Sheldon como su gestor financiero para descubrir que va a tener que recortar muchos gastos para poder acudir a la cita. Penny se ofrece a ir con Leonard, pero este está seguro de que su mujer no disfrutará.
S10E18 - La identificación de la escotilla de escape
Raj debe abandonar su apartamento por las condiciones económicas que padece. Leonard y Penny deciden ofrecer a su amigo el cuarto de Sheldon. Esto enfurece al científico, aunque no sabe por qué. La madre de Leonard afirma que esto es así porque Sheldon considera su habitación como una vía de escape ante su relación con Amy; pero no es la única revelación que Beverly descubre.
S10E19 - La fluctuación de la colaboración
Sheldon y Amy comienzan a trabajar juntos por primera vez. Esto amenaza con desestabilizar su relación, pero ambos procuran dar lo mejor de sí mismos. Penny y Raj comienzan a entretenerse con cosas de chicas, lo que deja a Leonard de lado. Sin embargo, Bernadette anima a Raj a hablar con sus dos compañeros de piso.
S10E20 - La disipación de la recolección
Sheldon realiza un sobreesfuerzo considerable trabajando, a la vez, en el sistema de navegación con Howard y Leonard, y en el proyecto con Amy. Esto provoca que, al día siguiente, el científico se despierte constipado y sin recordar qué ha pasado la noche anterior. Por su parte, Bernadette se siente culpable por volver al trabajo tan temprano.
S10E21 - La agitación de la separación
S10E22 - La regeneración de la cognición
S10E23 - El colapso giroscópico
Leonard, Howard y Sheldon celebran, por fin, que han acabado con su proyecto para la Fuerza Aérea. Sin embargo, este es rápidamente confiscado por los militares y las razones son clasificadas. Esto provoca que cada uno de los integrantes lidie con esta noticia de la mejor manera posible. Por otro lado, Raj decide mudarse para poder dar más intimidad a Penny y Leonard.
S10E24 - La disonancia de la larga distancia
Amy está en Princeton. Ante este hecho, Ramona Nowitzki decide regresar a la vida de Sheldon, con una intención aparente de conquistarle. El resto del grupo, que sospecha de este hecho, comienza a hacer todo lo posible para que Nowitzki fracase en su intento, pero será Sheldon el encargado de conocer la verdad y hacer algo al respecto.
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