Двенадцатый сезон сериала Теория большого взрыва продолжает рассказывать о жизни гениальных физиков Шелдона Купера и Леонарда Хофстедтера, их друзей Раджеша и Говарда, а также непредсказуемой Пенни. В этом сезоне зрителям предстоит посмотреть на новые испытания, которые подвергнут свою дружбу герои. Одной из ключевых сюжетных линий станет возвращение отца Шелдона, который пропал много лет назад. Это вызовет у него множество эмоциональных переживаний и поможет ему разобраться со своим прошлым. В то же время Леонард и Пенни будут иметь сложности в отношениях, когда Пенни примет решение оставить актёрство заради более стабильной работы.

Группа друзей также будет сталкиваться с новыми научными задачами, работая над проектами в университете Калифорнии. Они столкнутся с конкурированием других учёных и нестандартными методами решения проблем. Помимо этого, будут новые попытки Раджеша в поиске любви и шутливые ситуации с Говардом и его женой Бернадетт.

Весь сезон будет наполнен юмором, научными шутками и неожиданными поворотами