Sous la Surface suit deux scientifiques, les Docteurs Ellen Garland et Michelle Fournet, dans leurs études des chants des baleines à bosse comme moyen de communication. Tandis que leurs périples les mènent à deux endroits diamétralement opposés de la planète, leurs recherches partagent la même volonté de mieux comprendre les baleines, leur univers et la manière dont elles communiquent. Le film rend hommage à l'engagement scientifique et à la quête universelle de l'homme pour comprendre le monde qui l'entoure. Depuis les hypothèses jusqu'aux expériences étonnantes in situ, Sous la Surface montre à quel point passion, curiosité, collaboration, entraide ou encore persévérance sont nécessaires pour accomplir des découvertes scientifiques majeures.