Cuando se refiere a dos personas teniendo relaciones sexuales sí suele implicar penetración pero del término per se no se puede inferir, ya que puede aplicarse a uno mismo con su mecanismo. Perdón por emplear un eufemismo trasnochado.
masturbar
- tr. Estimular los órganos genitales o las zonas erógenas con la mano o por otro medio para proporcionar goce sexual.
La definición que aportas es económica más que contradictoria
sexo
- m. Órganos sexuales.
sexual
- Perteneciente o relativo al sexo
Podemos desglosar esta cuarta acepción como
Perteneciente o relativo a los órganos reproductores que marcan la condición másculina o femenina
Rompiendo así la circularidad infinita que tú llamas contradictoria.