在20世纪40年代，著名哈佛心理学家威廉·马斯顿博士 （ 卢克·伊万斯 饰）受到妻子伊丽莎白·马斯顿 （ 丽贝卡·豪尔 饰）和他们的情人奥莉芙·伯恩 （ 贝拉·希思科特 饰）启发创造出了神奇女侠这一人物形象。神奇女侠漫画中捆绑、性虐待等引起美国儿童协会负责人的注意。威廉·马斯顿以发明了测谎仪而知名，他的学术成就吸引了他的学生奥莉芙·伯恩，并申请成为他的研究员，并自愿做他性研究的实验对象，而马斯顿同样出色的妻子竟然允许了奥莉芙·伯恩，但前提是他们不能发生关系。在研究过程中各人都有所变化，在测验改进的测谎仪，伊丽莎白问马斯顿是否爱上奥莉芙，马斯顿给予了肯定的回答。伊丽莎白愤然离开，奥莉芙表达对她的爱意并吻上了她，伊丽莎白也对她有特殊的情感，两人很快拥吻起来。这被马斯顿看到，但伊丽莎白对他伸出了手，这就变成了多角恋，他们都深爱另外两人。奥莉芙·伯恩为马斯顿生下了双胞胎儿子，他的妻子也与他育有一子一女，他们都生活在一起。一天在家里他们在玩不可描述的角色扮演时被邻居发现，这场三人生活被迫公之于众时，伊丽莎白怕流言伤害到孩子们，建议让奥莉芙·伯恩离开。同时神奇女侠的作者马斯顿接受儿童协会调查，一切向最坏的方向发展。在马斯顿知道自己将不久于人世后，他又强行让两个女人回到了同一屋檐下 。