L'intrigue nous emmène en l'hiver 1820. Le baleinier Essex, originaire de Nouvelle-Angleterre, est attaqué par une créature redoutable : une baleine aux dimensions hors normes et à la volonté de fer qui semble animée par une terrible soif de vengeance.
Cette catastrophe maritime inspirera "Moby Dick" d'Herman Melville. Mais cet ouvrage n'a pas relaté l'intégralité des événements. Heart of the sea s'attache aux conséquences épouvantables de ce désastre, alors que les survivants de l'équipage sont acculés dans les cordes et contraints de commettre l'impensable pour rester en vie. Affrontant les tempêtes, la faim, la panique et le désespoir, ces hommes remettent en question leurs convictions les plus profondes et leurs valeurs morales, tandis que le capitaine du navire cherche à retrouver le cap et que son second croit encore pouvoir mater l'énorme mammifère qui les a pris pour cible…