Episodio pilota: Il dottor William Masters, il primo OB/GYN dell'Università di Washington, conduce di giorno una buona pratica medica e conduce uno studio segreto sulla sessualità umana. L'ex cantante del club Virginia Johnson si unisce al personale di segreteria dell'ospedale e si dimostra una risorsa per il lavoro di Masters.
Corsa allo Spazio: Sulla base della proposta del Masters di partecipare allo studio di risposta sessuale, Johnson considera il miglior modo di agire per mantenere il suo lavoro, solo per scoprire che non ne ha più uno. Lo studio è stato costretto fuori dall'ospedale e Masters crede che sia colpa di Johnson. Mentre Johnson lotta per salvare il suo lavoro e lotta per prendersi cura dei suoi figli, Masters sposta il suo studio in un bordello. Ma Masters scopre presto che il caos della casa è insopportabile senza l'aiuto di Johnson.
Deviazione standard: Masters e Johnson continuano le loro ricerche nel brothel, ma i dati distorti confermano che Masters deve riportare lo studio in ospedale. All'ospedale, Johnson è sorpreso di sapere che un nuovo medico distinto sul piano OB/GYN è una donna che non ha interesse per la solidarietà femminile. Nel frattempo, Libby fatica a concepire e il dottor Ethan Haas ha il caso di una vita, una donna incinta di quadruple.
Grazie per essere venuti: Con lo studio all'ospedale, Masters e Johnson reclutano nuovi partecipanti al campus. Ma Johnson è scioccato quando il suo ex marito George, che si sta schiantando sul suo divano, vuole firmare. La madre del maestro viene a visitare, ma la sua nuova presa di vita stimola i dolorosi ricordi della sua infanzia. E il tentativo di Libby di giocare a matchmaker con Virginia e Ethan non va come sperava.
Catherine: Quando Masters e Johnson espandono lo studio per includere le coppie, scoprono che la scienza del sesso è facilmente complicata dal mistero dell'attrazione. Johnson cerca di mettersi in contatto con il figlio che preferisce suo padre. In previsione dell'imminente arrivo del suo bambino, Masters si preoccupa di diventare padre. E il dottor Ethan Haas impara che uscire con la figlia del provosta può influire sulla sua carriera medica.
Un mondo nuovo: In seguito all'aborto, Libby e Masters si recano a Miami per un po' di riposo e di rilassamento, ma Masters è ripreso nel suo lavoro da una coppia avventurosa di fianco. Solo in ospedale, la Virginia arruola Jane nel tentativo di sbavare la teoria di Freud secondo cui un tipo di orgasmo femminile è migliore di un altro. E Langham trova una cura improbabile per la sua disfunzione sessuale in Margaret Scully.
Tutti insieme: Masters e Johnson continuano lo studio di risposta sessuale, ora come partecipanti, ma Johnson teme che il loro lavoro possa interferire con la vita di Masters. Libby spinge il dottor Haas a riprendere in segreto i suoi trattamenti per la fertilità. Nel frattempo, Haas si sforza di lasciare andare i sentimenti per la Virginia mentre la sua relazione con Vivian si approfondisce. E Margaret Scully, infedeltà, affronta il marito per i crescenti problemi del loro matrimonio.
Amore e matrimonio: Masters e Johnson decidono che il modo migliore per registrare i risultati degli studi è filmarli, ma per farlo devono arruolarsi all'esterno. Johnson raddoppia gli sforzi per ottenere una laurea, solo per scoprire che la classe di Anatomy di base del dottor DePaul è un requisito. Nel frattempo, Haas e Langham, entrambi incerti nelle loro relazioni, si convincono a vicenda dei meriti di essere un uomo sposato. E dopo che Margaret l'ha preso in una posizione compromettente, Scully prende misure drastiche per controllare i suoi impulsi sessuali.
Movimenti involontari: Quando Masters e Johnson decidono di filmare le reazioni esterne nello studio, devono convincere Lester e Jane che i loro filmati non entreranno nella pornografia. I piani di Haas e Vivian per un matrimonio di chiesa tabyteriana sono messi in secondo piano quando Haas rivela di essere ebreo. Libby mantiene la sua gravidanza segreta da Masters e lo incoraggia a riparare la sua relazione con sua madre. Ma durante le visite notturne in ospedale, Estabrooks osserva la relazione intima di Masters e Johnson.
Ricaduta: L'ospedale partecipa a un'esercitazione di difesa civile a livello nazionale e l'alta atmosfera aumenta i conflitti tra il personale. Un ex partecipante allo studio rivela che è incinta e vuole conoscere l'identità del padre. Masters e Johnson, la loro relazione si è sforzata dopo aver terminato la loro partecipazione allo studio, si è messa in testa se mantenere la riservatezza dello studio o assumersi la responsabilità. Haas impara che gli è stato negato un lavoro futuro all'ospedale, ma assume la colpa della sua rottura con Vivian. Margaret Scully cerca risposte sulla sessualità di suo marito da una fonte improbabile.
Vittorie falliche: Con Johnson che non è più nella sua squadra, Masters accetta l'offerta di Libby di aiutare a compilare i lavori di studio per una presentazione in ospedale. Ma quando Masters vede la presentazione di un altro dottore che mette a dormire i suoi colleghi, si dichiara determinato ad attirare la loro attenzione anche se significa spingere attraverso la ricerca provocante, ma incompleta. Il dottor DePaul e Johnson si recano in una convenzione medica e DePaul spiega perché il suo lavoro sullo smear è così importante. E l'ex marito della Virginia George torna a trovare Ethan Haas che gioca a padre ai suoi figli.
Nuovi orizzonti: Il lavoro di master sulla sessualità umana culmina con una presentazione a livello ospedaliero delle sue ricerche e di Johnson. Ma quando Masters tenta di spingere la busta con le riprese esterne dell'orgasmo femminile, la risposta dei medici al film non è quello che aveva sperato. Nel frattempo, Haas offre un'offerta di lavoro all'ospedale UCLA e pensa a cosa significhi una mossa per la sua relazione con la Virginia. Scully persegue il trattamento con elettroshock con la speranza di curare la sua omosessualità, ma Margaret ha un secondo pensiero sui rischi.
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