有的海洋哺乳动物在水域之外睡觉，有的根本不用睡觉。一些属于鳍足目（比如海豹等）的覆有毛皮和毛发的水生哺乳动物自己在水下能长时间地活动，有时甚至是在非常深的水域长时间活动。不过，它们依然需要频繁地从大洋深处浮上洋面换气，到附近的海滩、礁石、冰川或是雪洞等处放松、睡觉、换毛、交配和繁殖。它们基本上是为了觅食才会潜入水底。人们对鲸类动物和海牛类动物的生活状况知之甚少。鲸是由陆生动物进化而来，却在数百万年前重回海洋。鲸的一生都在水下度过，不会上岸。尽管鲸也需要浮出海面换气，但它们能够换一次气就待在水中很长的时间，有的鲸甚至能一次在水中待上1个小时。
不过，正因为鲸是如此善于屏住自己的呼吸，以至于它们都丧失了非自主呼吸机制，所以鲸必须清醒地控制呼吸过程。鲸不仅要有意识地控制自己的呼吸反射，还要靠自身的意志控制身体上浮到水面换气。不仅如此，由于鲸的喷气孔会自动关闭，因此它们还要有意识地自己张开喷气孔换气。如此说来，如果鲸睡着了或是被打昏的话，它还真有可能会被淹死。鲸不得不注意自己每一次的呼吸，因而就我们所知，鲸不可能睡得很死。
有人猜测鲸在睡觉的时候能够只让一半的大脑休息，另一半则保持清醒，以控制呼吸——当然这也仅仅是猜测而已。海象和海牛喜欢生活在温暖、平静、相对较浅而且水生植被丰富的水域。在那里，它们能浮在水面上或是靠近水面的区域打瞌睡。它们的新陈代谢率非常低，只将很小的一部分能量用于体温调节过程，而且对氧气的需求量极少。海象和海牛还可以沉到水底睡觉或是休息。当它们屏住呼吸的时候，体内大量堆积的油脂和自然的浮力会使它们浮上水面，在水面睡觉。当然，它们也不会睡得很死。