Dans les années 50, à Saint-Louis, dans le Missouri, William Masters, gynécologue à succès, souhaite mener une étude sur la sexualité humaine. Il embauche une nouvelle secrétaire, Virginia Johnson, qui devient vite son associée.
En Russie dans les années 1930, un dramaturge censuré et exclu de l'Union des écrivains rencontre D.T. Woland, un professeur de magie noire, et fait la connaissance de Marguerite.