Серіал розповідає про лікаря Вільяма Мастерса та його асистентку Вірджинію Джонсон, які у 1950–60-х роках починають революційні дослідження людської сексуальності. Вони спостерігають за поведінкою пацієнтів, руйнуючи табу й стикаючись із жорстким осудом суспільства та колег. Паралельно герої намагаються впоратися з власними проблемами — шлюбами, амбіціями та внутрішніми конфліктами. Поступово їхня наукова співпраця переходить у складні особисті стосунки, де межа між роботою і почуттями стає все розмитішою.