Доктор Уильям Мастерс (William Masters), главный OB/GYN Вашингтонского университета, днем проводит успешную медицинскую практику и проводит тайное исследование человеческой сексуальности ночью. Бывшая певица ночного клуба Вирджиния Джонсон присоединяется к секретарской службе больницы и доказывает, что она является активом работы Мастерса.