En el invierno de 1820, el buque ballenero Essex, perteneciente a Gran Bretaña, navega por los mares con total tranquilidad. En su tripulación están el capitán George Pollard Jr. (Benjamin Walker), el primer oficial Owen Chase (Chris Hemsworth), el segundo oficial Matthew Joy (Cillian Murphy) y el grumete Thomas Nickerson (Tom Holland). Sin previo aviso son atacados por una criatura inimaginable, algo a lo que nunca se habían enfrentado antes, una ballena de tamaño gigante, de nombre Moby Dick, con una capacidad sobrenatural para anteponerse a las acciones de los tripulantes.

Tras esta batalla frontal con la enorme ballena blanca, la tripulación del barco que sobrevive se ve empujada a hacer lo impensable para mantenerse con vida. En durísimas condiciones, los supervivientes deberán desafiar las tormentas, el hambre, el pánico, la desconfianza y la desesperación de encontrarse en alta mar y enfrentarse a una muerte segura, poniendo en duda sus creencias más profundas.