بالنظر لقائمة ممثلة "نظرية الانفجار الكبير"، اختار فقط الممثلين الرئيسيين.
Context:جوني غاليكي بدور ليونارد هوفستادتر: عالم فيزياء تجريبي مع معدل ذكاء 173، والذي حصل على شهادة الدكتوراه عندما كان عمره 24 سنة. ليونارد هو مهووس يحب ألعاب الفيديو، الكتب الهزلية، و Dungeons & Dragons. ليونارد هو الرجل المستقيم في المسلسل، يشارك شقة في باسادينا، كاليفورنيا، مع شيلدون كوبر. ليونارد معجب بجارته الجديدة بيني في أول لقاء لهما، وفي النهاية يتزوجان.  جيم بارسونز بدور شيلدون كوبر: مولود من غالفيستون، تكساس، شيلدون كان طفل عبقري ذو ذاكرة إيديتيكية بدأ الجامعة في سن الحادية عشر وحصل على الدكتوراه في سن السادسة عشر. هو عالم فيزياء نظري يبحث في ميكانيكا الكم ونظرية الأوتار، وعلى الرغم من معدل ذكائه 187، يجد صعوبة في فهم العديد من الجوانب الروتينية للمواقف الاجتماعية. هو عازم على ان يكون طريقه الخاص، ويفتخر باستمرار بذكائه، وله طريقة حياة تقليدية للغاية. على الرغم من هذه الغرابة، يبدأ علاقة مع ايمي فارا فاولر، ويتزوجان في النهاية.  كايلي كوكو بدور بيني: ممثلة طموحة من أوماها، نبراسكا. بيني تنتقل للعيش في الجانب الاخر من قاعة شيلدون وليونارد. تعمل نادلة و من حين لآخر تعمل في البار في مصنع كعكات الجبن. بعد ما تخلت عن أملها في أن تصبح ممثلة ناجحة، أصبحت بيني مندوبة مبيعات صيدلانية. بيني تصبح صديقة برناديت و إيمي، وغالباً ما يخرجون في شقق بعضهم البعض. بيني وليونارد يبدأوا علاقة ويتزوجوا في النهاية.  سيمون هيلبرغ كهوارد وولويتز: مهندس طيران حصل على درجة الماجستير من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. هوارد يهودي ويعيش مع أمه، ديبي (كارول آن سوزي). على عكس شيلدون، ليونارد، راج، برناديت، وامي، هوارد ما عنده دكتوراه. يتدرب كرائد فضاء ويذهب للفضاء كمتخصص في الحمولة في محطة الفضاء الدولية. هوارد في البداية يتخيل نفسه رجل نسائي، لكن في وقت لاحق يبدأ في مواعدة برناديت، ويخطبون ويتزوجون. هوارد كمان عنده ميل لإنفاق المال على الألعاب ويتجادل مع برناديت بسبب دخله المنخفض بشكل غريب كمهندس ودخلها المرتفع ككيميائي حيوي صيدلي.  كونال نايار بدور راجيش كوتراپالي: عالم فيزياء الفلكية ذرات من نيودلهي، الهند. في البداية، كان راج لديه صمت انتقائي، مما جعله غير قادر على التحدث أو أن يكون حول النساء إلا تحت تأثير الكحول. راج عنده ايضاً ذوق نسوي جداً وغالباً يأخذ دور نسوي نمطي في صداقته مع هوارد وكذلك في مجموعة من أربعة رجال. راج في وقت لاحق يواعد لوسي (كيت ميكوتشي) ، والتي تعاني أيضا من القلق الاجتماعي، ولكن في نهاية المطاف ينتهي. بعدين يتكلم مع بيني بدون كحول، يتغلب على صمته الانتقائي. يبدأ يواعد إيميلي سويني، وعلاقتهما تصبح حصرية. في الموسم الأخير من المسلسل، راج لديه علاقة متكررة مع هندي، موظف فندق اسمه أنو (راتي غوبتا). عنده كلب يوركشاير تيرر اسمه قرفة. هؤلاء الممثلين كانوا في البداية كنجوم ضيوف وترقوا لاحقاً إلى الممثلين الأساسيين:  سارة جيلبرت بدور ليزلي وينكل (مسلسل 1، بطولة الموسم 2، ضيف الموسم 3، 9): عالمة فيزياء تعمل في نفس المختبر مع ليونارد. في المظهر، هي في الأساس نظير ليونارد الأنثوي ولديها نظريات علمية متضاربة مع شيلدون. ليزلي مارست الجنس مع ليونارد وبعدين مع هوارد. تمت ترقية جيلبرت لعضو التمثيل الرئيسي خلال الموسم الثاني ولكن استأنف وضعية النجم الضيف لأن المنتجين لم يتمكنوا من التوصل إلى مواد كافية للشخصية. عاد جيلبرت الى نظرية الانفجار الكبير في الحلقة ال200.  ميليسا راوتش بدور برناديت روستنكوفسكي-ولوفيتز (موسم 3، الموسم 4<unk>12): شابة تعمل في البداية في مصنع كعكة الجبن مع بيني لدفع تكاليف الدراسات العليا، حيث تدرس علم الأحياء الدقيقة. بيني تعرف برناديت على هوارد؛ في البداية، لا يتوافقون مع بعضهم البعض، ويبدو أنهم لا يمتلكون أي شيء مشترك. يواعدوا ويتخطبوا ويتزوجوا. على الرغم من كونها شخص لطيف ولطيف بشكل عام، برناديت لديها مصباح سريع ويمكن أن تكون انتقامية وتتفجر عندما تثير.  مايم بياليك بدور ايمي فارا فاولر (موسم 3، الموسم 4<unk>12): امرأة تم اختيارها من قبل موقع مواعدة على الإنترنت كرفيقة مثالية شيلدون، ايمي من جلنديل، كاليفورنيا. وبينما هي وشيلدون في البداية يشتركان في الجهل الاجتماعي، بعد أن صارت صديقة بيني وبرناديت، تصبح في النهاية أكثر اهتماماً بالتفاعل الاجتماعي والرومانسي. علاقتها مع شيلدون تتطور ببطء لدرجة أن شيلدون يعتبرها صديقته، وفي النهاية، يتزوجون. ايمي تعتقد انها و بيني احسن اصدقاء، وهو شعور لا تشاركه بيني في البداية. ايمي لديها دكتوراه في علم الأحياء العصبي.  كيفن ساسمان بدور ستيوارت بلوم (موسم 2<unk>5, 7، الموسم 6، 8<unk>12): مالك متواضع ومتواضع لمتجر الكتب الهزلية. فنان ماهر، ستيوارت خريج من مدرسة رود آيلاند للتصميم المرموقة. على الرغم من انه محرج اجتماعياً، إلا أنه يملك مهارات اجتماعية أفضل قليلاً. ستيوارت يلمح انه في مشكلة مالية وبأن متجر الكتب المصورة هو بيته الآن. دُعِي لاحقاً للانضمام إلى مجموعة الرجال بينما هوارد في الفضاء. ستيوارت يحصل على وظيفة جديدة لرعاية ام هوارد بعدين. بعد وفاة السيدة وولويتز، استمر ستيوارت في العيش في منزلها، جنبا إلى جنب مع هوارد وبرناديت، حتى يجد مكانه الخاص.  لورا سبنسر بدور إيميلي سويني (الموسم 7<unk>8, 10، الموسم 9): طبيبة بشرة في مستشفى هنتنغتون. اميلي ذهبت الى هارفارد وتستمتع بالمخيف، وقالت انها تحب عملها لانها تستطيع قطع الاشياء بالسكاكين. قبل ان تقابل راج، تم ترتيب موعد غرامي لاميلي مع هوارد. بعد ما وجد ملف تعارف ايميلي على الانترنت، جعل راج ايمي تتصل بها كمساعده له. علاقتهم تصبح حصرية، لكن راج بعد ذلك ينفصل عن إيميلي عندما يصبح مغرمًا بـ كلير (ألساندرا توريساني) ، وهي ساقية ومؤلفة كتب الأطفال.
كايلي كوكو بدور بيني، ميليسا راوتش بدور برناديت روستنكوفسكي-ولوويتز، مايم بياليك بدور إيمي فارا فاولر