本季聚焦上世纪50年代，妇产科医生威廉·马斯特斯与助理弗吉尼亚·约翰逊携手开展惊世骇俗的性行为实验。他们在保守社会中秘密观察数百对志愿者的亲密行为，逐步揭示人类性反应的本质。马斯特斯以严谨科学态度突破伦理壁垒，却因个人婚姻危机与内心挣扎陷入矛盾；约翰逊则从秘书蜕变为不可或缺的研究伙伴，两人在专业合作中暗生情愫。实验数据逐渐拼凑出性反应四阶段理论，但外界质疑与家庭压力不断升级。剧中细腻刻画了科学探索与人性欲望的碰撞，呈现一段改变医学史的真实传奇。