Cleo escapa de la fiesta de cumpleaños infantil que le ha preparado su padre y huye a la isla de Mako. Allí están Zane y Lewis intentando encontrar un monstruo marino. Y es que Zane vio la cola de sirena de Emma cuando esta le salvó la vida y ha pedido ayuda a Lewis para capturarla.

Emma conoce a la Sra. Chatham, la mujer misteriosa, a quien confiscan el barco en el que vive. Emma la lleva a su casa mientras todo se resuelve. Zane se hunde en el barco por accidente y Emma le salva la vida.

Esta noche hay luna llena y Lewis pasa la noche con las chicas para evitar que caigan bajo su hechizo. Sin embargo, la luna provoca algo increíble en Cleo. hace que su canto hechice a todo el que la escucha y todos los adolescentes se enamoran de ella.

Emma acepta ser la entrenadora de Byron para el campeonato de natación porque quiere darle un escarmiento a Zane, pero también porque Byron le gusta. Mientras, Rikki se centra en boicotear todos los estudios de Lewis para averiguar todo lo posible sobre la mutación de las sirenas.

El padre de Zane es patrocinador y jurado en un concurso de cortos que se celebra todos los años. En esta ocasión el tema es "héroes" y Emma quiere hacerlo sobre su madre. Rikki busca otra alternativa y piensa filmar los tiburones de la isla de Mako.

La Dra. Denman es una bióloga marina especializada en mutaciones de mamíferos acuáticos y Lewis consigue ser su ayudante; así podrá analizar en su laboratorio una muestra de ADN de Cleo. Pero las chicas temen que Lewis no sepa proteger su secreto y que la bióloga las descubra.

La misteriosa mujer advierte a Cleo del peligro de la luna llena, pero Emma cae bajo su hechizo justo en la fiesta que hace días le prepara a su padre. En mitad de la fiesta, Emma se convierte en sirena y nada hasta la isla de Mako. Sus amigas pasan la noche tratando que nadie la descubra.

Rikki se queda al cuidado del hermano de Emma, Elliot, que está entrenando surf. Elliot entra en el mar sin permiso y Rikki se zambulle para salvarle.

Emma lleva a Lewis hasta la isla para que investigue el lugar en el que empezó todo y averiguar lo que ocurrió aquel día. Cleo lo ha escrito y dibujado todo en su diario y este ha caído en manos de su hermana pequeña, Kim. Kim no tarda en convencer al hermano de Emma para airear el secreto.

Cleo no quiere dejar su trabajo en el delfinario del Zoo; allí conoce a una misteriosa mujer que se acerca a ella y parece conocer su secreto. Emma se acerca nadando a la isla para tratar de averiguar algo más sobre lo que les ha ocurrido.

Cleo no consigue contagiarse de la emoción de sus amigas, que creen que son increíblemente afortunadas por lo que les está ocurriendo. Sin embargo, solo siendo sirena podría ayudar a desenmascarar a un pescador ilegal, y así ayudar a las tortugas que caen en sus redes.

Cleo se empeña en hacer su vida normal y se presenta sola en una fiesta de piscina. Sus amigas envían a Lewis para que la proteja, pero ya es tarde. Ahora Lewis sabe el secreto de las sirenas y promete guardarlo. Rikki ya ha descubierto por fin su propio poder: el calor.

Cleo y Emma son amigas del instituto. Cuando Cleo está en un apuro en una lancha, Rikki, que es nueva en el instituto, la ayuda. Encuentran a Emma y las tres en la lancha terminan en una isla desierta. Un accidente hace que Cleo caiga entre las rocas y allí sus vidas cambiarán para siempre.