Stany Zjednoczone, rok 1956. Znany i ceniony ginekolog doktor William Masters (Michael Sheen) chce prowadzić badania nad seksualnością człowieka - na czym polega orgazm, jak reaguje ludzkie ciało w stanie pobudzenia, czym się różnią doznania kobiet od mężczyzn. Uważa, że wiele jest do zrobienia na tym polu, a jego projekt ma szanse powodzenia, gdyż będzie pionierski a w dodatku oparty o badania empiryczne - a więc jego wyniki wiarygodne.
Wpierw jednak musi przekonać do pomysłu rektora Uniwersytetu Washingtona, Bartona Scully'ego (Beau Bridges), i zarząd szpitala. Nie będzie to łatwe, gdyż...