عندما يحين موعد الخلود الى النوم، يتوقف نصف دماغ الدلفين عن العمل، وعندها يغمض العين المقابلة لهذا النصف (يغمض العين اليسرى، عندما يتوقف نصف الدماغ الأيمن عن العمل، والعكس بالعكس).
أما النصف الثاني من الدماغ فيبقى يراقب ما يجري في الوسط المحيط. أحيانا تبقى الدلافين طافية على سطح الماء خلال فترة النوم وأحيانا تسبح ببطء.
يعتقد العلماء أن هناك 3 أسباب رئيسة لتعود الدلافين على النوم بهذا الشكل. أولا، كانت الدلافين ستغرق لو لم تحتفظ بجزء من الدماغ في حالة اليقظة، لأنها تتحكم بعملية التنفس بصورة واعية. ثانيا، يسمح لها هذا الشكل بمراقبة الأخطار المحتملة خلال فترة النوم.
وثالثا، يمكنها المحافظة على عدد من العمليات الفيزيولوجية خلال النوم مثل حركة العضلات للحفاظ على درجة حرارة الجسم في المياه الباردة.