Johnny Galecki가 Leonard Hofstadter 박사 역을 맡았습니다. Leonard는 IQ 173의 실험 물리학자입니다. 그는 24세에 박사 학위를 받았습니다. 그의 룸메이트는 동료이자 친구인 Sheldon Cooper입니다. Sheldon Cooper에 비해 Leonard는 기질면에서 일반 사람들에게 더 잘 받아 들여집니다. 그는 감정이 풍부하고 약간 우유부단하여 과학자로서의 정체성과 173과 완전히 일치하지 않습니다. 레너드와 그의 이웃 페니 사이의 낭만적이고 감정적인 관계는 영화의 하이라이트입니다.
짐 파슨스(Jim Parsons)가 쉘던 쿠퍼(Sheldon Cooper) 박사 역을 맡았습니다. 텍사스 동부 출신의 이론 물리학자인 쉘던은 어렸을 때부터 신동이었습니다. 그는 초등학교 5학년을 졸업하고 11세에 대학에 진학했다. 그는 석사 학위와 2개의 박사 학위를 가지고 있으며 IQ는 187입니다. 그는 규칙에 따라 행동하며 종종 아이러니, 풍자, 유머를 이해하는 데 어려움을 겪으며 겸손한 마음이 없습니다. 그러나 사실 그는 마음이 친절하고 단순합니다. 때로는 우정을 소중히 여기는 것처럼 보이지만 의도적으로 친구들을 고문합니다. 그것은 사람들로 하여금 사랑과 두려움을 동시에 느끼게 만듭니다. 그러나 이러한 캐릭터 특성은 캐릭터와 일부 스토리의 주요 핵심 역할을 합니다. Sheldon과 Leonard Hofstadter는 룸메이트입니다.
케일리 쿠오코(Kaley Cuoco)가 페니 역을 맡았습니다. 그녀는 셸던과 레너드의 친구이며 그들의 길 건너편에 살고 있습니다. 그녀는 배우를 꿈꾸며 동네 치즈케이크 팩토리(레스토랑 체인)에서 웨이트리스로 일했다. 그녀는 성이 언급되지 않은 유일한 주인공입니다. 그녀는 네브래스카의 농장에서 자랐으며 일반적으로 괴짜 이웃의 관심을 끄는 것에 무감각했습니다. 그녀는 종종 Sheldon과 논쟁을 벌이고 코믹한 효과를 내기 위해 서로에게 논평을 했습니다.
Simon Helberg, M.Eng. - 그는 어머니와 함께 살고 있는 엔지니어입니다. 둘 다 유대인입니다. Sheldon, Leonard, Raj와는 달리 Howard는 박사 학위를 취득하지 못했습니다. 하지만 그는 자신의 공학 석사 학위가 MIT에서 취득했다는 점을 지적하고 싶어합니다. 이성과 수다떨기를 좋아하고, 여성들에게 인기가 많다는 자부심도 있다. 대조적으로 페니는 그의 접근에 거의 반응하지 않았습니다. 그러나 그는 이전에 다른 여성들과 성공했습니다.
Kunal Nayyar는 Rajesh Koothrappali 박사 역을 맡았습니다. Rajesh는 Caltech에서 근무하는 인도 출신의 입자 천체 물리학자입니다. 평소에는 여자 앞에서는 수줍음이 많고 말을 잘 하지 못한다. 쇼의 장면에는 일반적으로 페니가 등장하기 때문에 그의 언어 장애로 인해 종종 다른 캐릭터가 그를 무시하고 그가 존재한다는 사실을 잊게 됩니다. 술과 실험적인 약물만이 일시적으로 그의 수줍음을 완화할 수 있었습니다. 하지만 한 장면에서 그는 아무런 도움도 없이 페니에게 사과만 합니다. 또 다른 기차 여행 장면에서는 '무알코올 맥주'의 도움으로 게스트 스타 서머 클라우(Summer Clau)와 원활하게 대화를 나누는 장면도 나온다. 인종차별에 민감하고 이국적인 매력에 자신감이 넘쳤다. 카메라에 등장하는 그의 부모는 아직까지 이름이 밝혀지지 않았다. 그의 아버지는 산부인과 의사이며 Bentley를 운전합니다. 이러한 사실은 그가 인도에서 가난하게 태어났다고 주장할 때 자주 언급되었습니다. 시즌3에서는 학교에서 해고당해 비자만료 위기에 직면했고, 어쩔 수 없이 쉘든 밑에서 일하게 됐다.
레슬리 윙클 박사 역의 사라 길버트(시즌 1부터 특별 출연) - 그녀는 시리즈에서 하워드나 레너드와 가끔 밤을 보내는 실험 물리학자입니다. 그녀의 IQ는 Sheldon과 거의 같아야 하지만 그녀는 Sheldon과 좋은 관계가 아니며 종종 그를 비웃습니다. 시즌 2에서는 잠시 주인공으로 등장했지만 작가들이 매회 풍성한 콘텐츠를 제공하기 어려워 게스트 역으로 복귀했다.