In de winter van 1820 wordt de walvisvaarder Essex aangevallen door een reusachtige walvis met bijna menselijke wraakgevoelens.
Deze waargebeurde maritieme ramp inspireerde Herman Melville tot het schrijven van zijn boek Moby-Dick.
Heart of the Sea gaat over de nasleep, als de overlevenden tot het uiterste moeten gaan en het ondenkbare moeten doen om in leven te blijven.
Zware stormen, voedseltekort, paniek en wanhoop drijven de bemanningsleden ertoe na te denken over de waarde van het leven en de moraliteit van hun beroep.