Dans les années 1950, le troublé et taciturne Dr William Masters s'associe avec une jeune mère de famille, l'indépendante et libérée Virginia Johnson, afin de mettre au point une étude complexe et détaillée sur le comportement humain et son rapport à la sexualité. Endossant le rôle de véritables pionniers dans ce domaine encore considéré tabou pour l'époque, ce duo hétéroclite va devoir braver les obstacles qui vont se mettre en travers de leur chemin. C'est sans compter sur leurs vies privées qui vont s'entremêler avec le temps : Masters doit gérer sa relation tumultueuse avec son épouse, la délicate Libby, tandis que Virginia doit jongler entre son statut de figure maternelle célibataire et ses dilemmes aussi bien professionnels qu'amoureux.

Secrètement, l'armée américaine a mis au point dans une base du Nevada une machine à remonter dans le temps. Le projet a pour objectif de prévenir les catastrophes avant même qu'elles n'arrivent. Ancien soldat et véritable chien fou, Frank Parker est volontaire pour cette mission ultra périlleuse. Il a 7 jours pour changer le futur...

Eric Carter, un héros de guerre de retour aux États-Unis, doit faire appel à la Cellule Anti-Terroriste pour sauver sa peau et empêcher un attentat qui pourrait potentiellement être le plus meurtrier sur le sol américain depuis le 11 septembre.