第 1 季

华盛顿大学最重要的妇产科医生威廉·马斯特斯博士白天经营着成功的医疗实践，晚上对人类性行为进行秘密研究。前夜总会歌手弗吉尼亚·约翰逊（Virginia Johnson）加入了医院的秘书人员，并证明了自己是马斯特斯工作的资产。

在马斯特斯提议他们参与性反应研究之后，约翰逊考虑了保住工作的最佳行动方案——却发现她不再有工作了。这项研究已经被迫离开医院，马斯特斯认为约翰逊是罪魁祸首。当约翰逊努力挽救自己的工作并努力照顾她的孩子时，马斯特斯将他的书房搬到了妓院。但马斯特斯很快发现，如果没有约翰逊的帮助，猫舍的混乱是无法控制的。

马斯特斯和约翰逊继续在妓院进行研究，但扭曲的数据证实，马斯特斯必须将研究带回医院。在医院，约翰逊惊讶地发现，妇产科楼层的一位杰出的新医生是一位对女性团结不感兴趣的女性。与此同时，利比努力怀孕，伊桑·哈斯博士得到了一生的案例——一个怀有四胞胎的女人。

随着研究回到医院，马斯特斯和约翰逊在校园里招募了新的参与者。但当她的前夫乔治在沙发上崩溃时，约翰逊感到震惊，想要注册。马斯特斯的母亲来探望他，但她对生活的新看法激起了他童年的痛苦回忆。利比试图与弗吉尼亚和伊森扮演媒人，并不像她希望的那样顺利。

当马斯特斯和约翰逊将研究扩展到包括夫妻时，他们发现性科学很容易被吸引力的奥秘所复杂化。约翰逊试图与更喜欢父亲的儿子建立联系。在期待他的孩子即将到来时，马斯特斯对成为父亲感到焦虑。伊桑·哈斯博士了解到，与教务长的女儿约会可能会影响他的医疗生涯。

流产后，利比和马斯特斯前往迈阿密进行一些急需的休息和放松，但马斯特斯被隔壁一对性冒险的夫妇拉回了他的工作。独自一人在医院里，弗吉尼亚找简试图揭穿弗洛伊德的理论，即一种女性性高潮比另一种更好。朗廷在玛格丽特·斯卡利（Margaret Scully）身上找到了治疗性功能障碍的不太可能的方法。

马斯特斯和约翰逊继续他们的性反应研究 - 现在作为参与者 - 但约翰逊担心他们的工作可能会干扰马斯特斯的家庭生活。利比向哈斯医生施压，要求她秘密恢复生育治疗。与此同时，哈斯努力放下对弗吉尼亚的感情，因为他与薇薇安的关系加深了。玛格丽特·斯卡利（Margaret Scully）陷入了她的不忠，她面对丈夫婚姻中日益严重的问题。

马斯特斯和约翰逊决定，记录他们的研究结果的最佳方式是拍摄它们，但要做到这一点，他们必须寻求外部帮助。约翰逊加倍努力获得大学学位，却发现德保罗博士的基础解剖学课程是必修课。与此同时，哈斯和朗廷——两人的关系都不确定——让对方相信成为已婚男人的好处。在玛格丽特抓住他妥协的姿势后，斯卡利采取了激烈的措施来控制他的性冲动。

当马斯特斯和约翰逊决定在研究中拍摄外部反应时，他们必须说服莱斯特和简，他们的镜头不会越界进入色情。哈斯和薇薇安的长老会教堂婚礼计划在哈斯透露他是犹太人时被打偏了。利比对马斯特斯隐瞒了她的怀孕，而是鼓励他修复与母亲的关系。但在深夜去医院时，埃斯塔布鲁克斯观察了马斯特斯和约翰逊的亲密关系。

医院参加了全国性的民防演习，气氛的加剧了工作人员之间的冲突。一位前研究参与者透露她怀孕了，想知道父亲的身份。马斯特斯和约翰逊在结束学习参与后关系紧张，在是保持研究机密还是承担责任的问题上发生了冲突。哈斯得知他被拒绝在医院工作，但错误地认为他与薇薇安的分手是罪魁祸首。玛格丽特·斯卡利（Margaret Scully）从一个不太可能的来源寻求有关丈夫性取向的答案。

由于约翰逊不再在他的团队中，马斯特斯接受了利比的提议，帮助编制全院演讲的研究工作。但是，当马斯特斯看到另一位医生的演讲让他的同事睡着时，他决心吸引他们的注意力，即使这意味着要推动挑衅但不完整的研究。德保罗医生和约翰逊前往一个医学会议，德保罗公开了为什么她在子宫颈抹片检查方面的工作如此重要。弗吉尼亚的前夫乔治回来发现伊桑哈斯扮演他孩子的父亲。

马斯特斯在人类性行为方面的工作以全院范围内介绍他和约翰逊的研究结果而达到高潮。但当马斯特斯试图用女性高潮的外部镜头来突破极限时，医生对电影的反应并不是他所希望的。与此同时，哈斯接受了加州大学洛杉矶分校医院的工作机会，并考虑此举对他与弗吉尼亚的关系意味着什么。斯卡利追求电击治疗，希望治愈他的同性恋，但玛格丽特对所涉及的风险有三思而后行。