As baleias assassinas (Orcinus orca) só podem respirar voluntariamente, o que significa que se afogarão se adormecerem completamente da mesma forma que as pessoas. As baleias assassinas também são chamadas de "orcas" e pertencem a uma família chamada cetáceos, que inclui animais como golfinhos e baleias beluga. Estudos com cetáceos indicam que as baleias assassinas provavelmente dormem desligando metade de seu cérebro de cada vez, o que lhes permite manter consciência suficiente para nadar até a superfície para respirar.
Quando dormem, as baleias assassinas nadam lentamente perto de outros membros de seu grupo. Em cativeiro, as baleias assassinas ficam no fundo de suas piscinas ou flutuam na superfície da água por cinco a oito horas por dia. Na natureza, o pod nada perto um do outro e viaja lentamente para a frente na superfície do oceano por longos períodos. Outra indicação de que as baleias assassinas estão dormindo é quando fecham um olho e mantêm o outro aberto. Pensa-se que o lado do cérebro oposto ao olho fechado está adormecido.
As baleias assassinas-mães parecem sofrer de privação de sono quando cuidam de seus filhotes recém-nascidos. Baleias assassinas recém-nascidas em cativeiro pareciam raramente dormir durante as primeiras semanas de vida em um estudo conduzido pelo neurocientista Joseph Siegel e outros em 2005. O comportamento de não dormir continuou por mais de um mês, e as mães dos bezerros também dormiram pouco durante esse período. As taxas de mortalidade em baleias assassinas recém-nascidas são altas, e a vigília contínua pode ajudar a proteger os filhotes de predadores.