La saison 1 de Masters of Sex a été diffusée à partir du 29 septembre 2013.

L’histoire vraie de William Masters, gynécologue, et Virginia Johnson, son assistante libérée, tous 2 pionniers de la recherche sexuelle. Ensemble, ils étudient scientifiquement les comportements sexuels, en particulier ceux de la femme, et cherchent à découvrir les secrets du désir et de l’orgasme.

La saison 2 de Masters of Sex a été diffusée à partir du 13 juillet 2014.

Après son renvoi de l’hôpital Maternity, le Dr William Masters doit trouver un endroit où lui et Virginia Johnson peuvent continuer à travailler. En raison du sujet controversé de leur étude, ils sont éjectés de deux autres hôpitaux avant d’être forcés d’ouvrir leur propre clinique. Alors que leur recherche pour un traitement des troubles liés à la sexualité prend une autre dimension, Masters est confronté à l’insatisfaction croissante de son épouse et le retour inattendu de son frère pendant que Johnson, elle, risque de perdre la garde de ses deux enfants.

La saison 3 de Masters of Sex a été diffusée à partir du 12 juillet 2015.

En 1966, l'étude de Bill et Virginia, rendue publique, amorce une révolution dans les moeurs. Le mariage de Bill est mis à rude épreuve.

La saison 4 de Masters of Sex a été diffusée à partir du 11 septembre 2016.

Après le scandale qui l'a éclaboussé, Masters a presque tout perdu. Mais Virginia revient de sa relation avec Dan et se rapproche à nouveau de lui.