1969, 80 km dans les eaux sovétiques. Le sous-marin Uss Acushnet est en mission de reconnaissance quand il se fait attaquer par Moby Dick, une baleine tout droit sorti de la préhistoire. Deux survivants sont connus: Boomer et son ami John Achab, qui fut le premier à détecter le monstre. L'attaque laissera des séquelles, Boomer ayant perdu l'usage de sa main droite; et Achab, sa jambe. 40 ans plus tard, le commandant Achab, aux commandes du dernier nés de la classe Virginia, l'Uss Pequod, dont il a supervisé les modifications, décide de prendre sa revanche. Cessant toute communications avec l'Amiral De Deers, Chef d'Etat-Major de la Troisième Flotte américaine- qui envoie Boomer, devenu capitaine, pour l'arrêter- il poursuit Moby Dick à la trace de ses attaques et force une biologiste, le Docteur Michelle Herman, et son assistant, Pip, à l'aider à la retrouver afin de mettre un terme définitif à ses attaques...