S1 E1 • Un nouveau monde

Le Dr William Masters de l'Université de Washington n'est pas un simple scientifique comme les autres. Il s'est lancé le projet audacieux et incongru de lancer une étude approfondie sur les comportements sexuels. Son collègue, mentor et ami Barton Scully se méfie de la mauvaise réputation que cette enquête pourrait conférer à l'hôpital. Néanmoins il est enclin à laisser Masters poursuivre sa recherche. Libby, l'épouse de William, est stérile. Elle ne comprend pas que malgré la passion de son mari pour son sujet d'étude, il ne s'intéresse plus à elle physiquement. Dans le même temps, le Dr Masters engage une nouvelle assistante pour l'aider dans ses recherches, l'intelligente, belle et intrigante Virginia Johnson...

S1 E2 • Course à l'espace

Le temps que Virginia Johnson retourne sous toutes ses coutures la proposition du docteur Masters, qui suggérait qu'ils participent activement aux travaux sur la sexualité, la jeune femme découvre qu'elle a perdu son emploi. L'administration de hôpital a en effet décidé de mettre fin aux recherches de Masters et le médecin en rend Virginia responsable. Masters s'installe dans une maison close pour y poursuivre ses études. Il découvre qu'il n'arrivera à rien sans le secours de Virginia, seule capable de le diriger dans un univers dont la logique lui échappe...

S1 E3 • Déviance standard

Masters et Johnson poursuivent leurs recherches dans le cadre de la maison close. Le jeune médecin ne tarde pas à être convaincu que les résultats sont faussés et qu'il doit retourner abriter l'objectivité de ses travaux sous l'autorité de l'hôpital. Sur place, il se découvre une nouvelle collègue, une femme fort distinguée, qui ne semble pas avoir une idée très précise de la solidarité féminine. Pendant ce temps, Libby lutte contre ses problèmes de fécondité et Ethan Haas rencontre le cas médical de sa vie lorsqu'il doit suivre une femme enceinte de quadruplés...

S1 E4 • Mieux vaut tard que jamais

Masters et Virginia ont abandonné leurs cobayes de la maison close à leur destin. Il leur faut trouver de nouveaux sujets d'étude. Les étudiants du campus devraient fournir d'intéressants specimens. Virginia pense radicalement l'inverse de la candidature de son ancien mari, George. Masters affronte, avec la visite de sa mère, le retour de pénibles souvenirs d'enfance. Libby tente de favoriser une idylle entre Virginia et Ethan mais rencontre des difficultés...

S1 E5 • Catherine

Masters et Johnson repoussent la limite de leurs ambitions. Ils vont désormais étudier la sexualité des couples. Ils découvrent vite qu'ils doivent prendre en compte un paramètre impondérable, l'attirance mutuelle. Parallélement, Virginia tente de renouer le contact avec son fils, qui préfère ostensiblement son père. De son côté, Masters souffre des affres de sa paternité prochaine. Ethan Haas comprend à son détriment qu'il lui faut mieux choisir ses rendez-vous amoureux...

S1 E6 • Le meilleur des mondes

Libby a fait une fausse couche. Masters l'emmène à Miami. Il espère que leur couple saura y trouver le repos et le réconfort dont il a besoin. Il y trouve surtout une passionnante occasion de reprendre ses recherches sur le terrain, tant la sexualité volcanique du couple voisin fourmille de détails du plus grand intérêt scientifique. A l'hôpital, livrée à elle-même, Johnson tente de convaincre Jane que Freud se trompe. Il n'existe pas d'orgasme féminin préférable à un autre. Langham commence à traiter ses propres problèmes sexuels avec l'aide de Margaret Scully...

S1 E7 • Nouveaux sujets

Scully est agressé et volé par des homophobes. Il décide de continuer à voir Dale dans des hôtels. L'attachement entre Masters et Johnson se développe au fur et à mesure des expériences et tests en couple. Margaret se distance de plus en plus de Scully, et continue sa relation avec Langham.

S1 E8 • Mariage, mensonge et thérapie

Virginia passe haut la main le test d'anatomie du docteur DePaul, s'attirant une certaine forme de respect de sa part, Ethan se fiance avec Vivian(ou l'inverse), Margaret demande le divorce de Barton Scully, et l'intérieur du vagin de Jane est filmé pour les besoins de l'étude de Masters & Johnson. Une première mondiale.

S1 E9 • Réflexes

Libby annonce sa grossesse à un William incrédule. Après la défection de Jane, Virginia se prête aux expériences sur les spasmes involontaires pendant le rapport sous la caméra de William. Celui-ci lui donne une enveloppe, qu'elle interprète comme étant plus en échange de ses rapports avec lui que pour son travail dans l'étude. Ethan rompt ses fiançailles avec Vivian.

S1 E10 • Explosions

Virginia remet sa démission à William et rejoint celui de Lillian DePaul comme secrétaire. Ethan recommence à voir Virginia et garde ses enfants de plus en plus souvent. Suite à sa non-titularisation et un accrochage avec William au sujet de la grossesse de Libby, il se retrouve sans emploi.

S1 E11 • Question de taille

William prépare sa présentation sans Virginia, en imaginant ses remarques et remontrances. Lillian fait du lobbying pour son étude avec l'aide de Virginia, et lui révèle qu'elle a un cancer du col de l'utérus. Ethan annonce à George qu'il a l'occasion de demander Virginia en mariage. Mais il lui présente ça comme la constitution d'une "équipe".

S1 E12 • De nouveaux horizons

Le travail de maîtrise sur la sexualité humaine de Masters se termine par une présentation des résultats de sa recherche et celle de Johnson dans tout l'hôpital. Mais quand Masters essaie de pousser l'enveloppe avec le film de l'organe externe de l'orgasme féminin, la réponse des médecins sur le film n'est pas celle qu'il avait espérée. Pendant ce temps, Haas obtient un entretient pour une offre d'emploi à l'hôpital UCLA et considère ce que cela signifierait concernant sa relation avec Virginia. Scully poursuit son traitement par électrochocs avec l'espoir de guérir son homosexualité mais Margaret a des doutes sur les risques encourus.