Inspiré d'un fait vécu qui a ému des gens de partout dans le monde, Le grand miracle raconte l'histoire extraordinaire d'un reporteur d'un petit village (John Krasinski) et d'une militante de Greenpeace (Drew Barrymore) que viennent appuyer les deux superpuissances mondiales pour sauver une famille de majestueuses baleines grises prise au piège dans les glaces du cercle polaire arctique.

Reporteur dans un journal local, Adam Carlson (Krasinski) est impatient de quitter le nord de l'Alaska pour un plus gros marché. Cependant, le jour où l'histoire censée propulser sa carrière est diffusée, le monde entier veut s'en emparer. Alors qu'un magnat du pétrole, des chefs d'État et des journalistes intéressés par cette histoire envahissent l'avant-poste glacial, la personne pour laquelle Adam se fait le plus de soucis c'est Rachel Kramer (Barrymore). Non seulement est-elle une militante environnementaliste, mais elle est également son ex-petite amie.

Dans une course contre la montre, Rachel et Adam doivent se joindre à une coalition inespérée constituée d'Inuits, de compagnies pétrolières et de militaires russes et américains qui doivent mettre de côté leurs différends pour libérer les baleines. L'attention du monde se tourne vers le sommet du globe alors les nations rivales s'unissent pour sauver ces animaux menacés, marquant ainsi une pause dans la guerre froide.