Este documentário, baseado em materiais de arquivo e com imagens reais, começa com uma breve introdução sobre a história de Diana Nyad (Annette Bening), contada em linhas gerais por meio de memórias dramáticas. O sobrenome da protagonista deriva do nome de uma ninfa aquática da Grécia Antiga. Diana assimilou esse fato desde a infância, pois seu pai repetia isso constantemente. Ainda muito jovem, ela se convenceu de que a natação era seu destino e, em pouco tempo, Diana ganhou fama como nadadora de longa distância. Após várias travessias em águas abertas pelo mundo todo, Diana se lançou na aventura mais exaustiva e perigosa: ela nadou mais de 160 quilômetros ao longo de mais de dois dias por águas repletas de tubarões, de Cuba até a Flórida. Essa foi sua primeira tentativa; na época, Diana tinha 28 anos, e sua loucura quase acabasse em desastre. No entanto, 32 anos depois, Diana completa 60 anos, sua ex-namorada e melhor amiga, Bonnie Still (Jodie Foster), organiza uma festa para ela, e a nadadora percebe que quer tentar novamente nadar a distância entre a Cuba e a Flórida. Na juventude, quando Diana ana estava em excelente forma física, isso era mais fácil, mas agora ninguém acredita que ela consiga realizar essa empreitada. No entanto, a egocêntrica Diana não se deixa deter, e essas opiniões só lhe dão mais confiança de que ela deve conseguir isso. A nadadora começa a treinar novamente por horas todos os dias, recebe dinheiro de patrocinadores e contrata diversos especialistas e um capitão de barco, tendo em vista os perigos de uma travessia marítima em condições extremas, nas quais um único erro pode ser fatal.
