有的海洋哺乳動物在水域之外睡覺，有的根本不用睡覺。
一些屬於鰭足目（比如海豹等）的覆有毛皮和毛發的水生哺乳動物自己在水下能長時間地活動，有時甚至是在非常深的水域長時間活動。不過，它們依然需要頻繁地從大洋深處浮上洋麵換氣，到附近的海灘、礁石、冰川或是雪洞等處放鬆、睡覺、換毛、**和繁殖。它們基本上是為了覓食才會潛入水底。
人們對鯨類動物和海牛類動物的生活狀況知之甚少。鯨是由陸生動物進化而來，卻在數百萬年前重回海洋。鯨的一生都在水下度過，不會上岸。盡管鯨也需要浮出海麵換氣，但它們能夠換一次氣就待在水中很長的時間，有的鯨甚至能一次在水中待上1個小時。
不過，正因為鯨是如此善於屏住自己的呼吸，以至於它們都喪失了非自主呼吸機製，所以鯨必須清醒地控製呼吸過程。鯨不僅要有意識地控製自己的呼吸反射，還要靠自身的意誌控製身體上浮到水麵換氣。不僅如此，由於鯨的噴氣孔會自動關閉，因此它們還要有意識地自己張開噴氣孔換氣。如此說來，如果鯨睡著了或是被打昏的話，它還真有可能會被淹死。
鯨不得不注意自己每一次的呼吸，因而就我們所知，鯨不可能睡得很死。有人猜測鯨在睡覺的時候能夠隻讓一半的大腦休息，另一半則保持清醒，以控製呼吸——當然這也僅僅是猜測而已。
海象和海牛喜歡生活在溫暖、平靜、相對較淺而且水生植被豐富的水域。在那裏，它們能浮在水麵上或是靠近水麵的區域打瞌睡。它們的新陳代謝率非常低，隻將很小的一部分能量用於體溫調節過程，而且對氧氣的需求量極少。海象和海牛還可以沉到水底睡覺或是休息。當它們屏住呼吸的時候，體內大量堆積的油脂和自然的浮力會使它們浮上水麵，在水麵睡覺。當然，它們也不會睡得很死。