Hvorfor synger egentlig knølhvalene? Dette er spørsmålet som marinebiolog Nate Quinn og hans team undersøker når de kartlegger, registrerer og fotograferer disse store, grå marinepattedyrene. Spørsmålet blir imidlertid mer komplisert den dagen en hval løfter halefinnen i været og viser fram et kryptisk budskap i fot-høye bokstaver: BITE ME. Problemet er at Nate begyner å tvile på hvor mye tid han faktisk har tilbrakt i solen, ettersom ingen andre ser dette: ikke hans trofaste partner Clay Demodocus, ikke deres livlige unge forskningsassistent, og heller ikke den sjarmerende Rastafarianeren Kona, også kjent som Preston Applebaum. Men når en filmrull fra laboratoriet kommer tilbake uten det avgjørende halebildet, og forskningsanlegget hans er ødelagt, innser Nate at det er noe merkelig som foregår.