100-летняя женщина по имени Роуз ДеВитт Букатер рассказывает историю о своем путешествии на знаменитом корабле "Титаник". Она делится этой историей со своей внучкой, Лиззи Калверт, и экипажем мужчин, которые интересуются затонувшим кораблем "Титаник". Члены экипажа - Брок Ловетт, Льюис Бодин, Бобби Буэлл и Анатолий Микайлавич. Она рассказывает историю, находясь на Келдыше. Мужчины на Келдыше пытаются найти знаменитое ожерелье под названием "Сердце океана", которое, как они думают, затонуло вместе с кораблем. Она продолжает объяснять всю историю от отплытия корабля до потопления "Титаника" в его первом (и последнем) плавании в 2:20 утра 15 апреля 1912 года. Большая часть фильма - это не "Старая Роза", рассказывающая эту историю, а "Молодая Роза" на самом деле живет этой историей.
10 апреля 1912 года Янг Роуз поднялась на борт судна под названием "Титаник" с пассажирами высшего класса, ее матерью, Рут ДеВитт Букатер, и ее женихом, Каледоном 'Кэлом' Хокли. Тем временем дрифтер и художник Джек Доусон и его лучший друг Фабрицио Де Росси в игре выиграли билеты третьего класса на корабль.
После победы в путешествии на RMS Титанике во время карточной игры в доке, американец Джек Доусон указывает на светскую девушку Роуз ДеВитт Букатер, которая едет в Филадельфию, чтобы выйти замуж за своего богатого жениха-сноба Кэла Хокли. Роуз чувствует себя беспомощной в ловушке, пробирается на кормовую часть палубы и думает о самоубийстве, пока Джек не спасет ее. Поэтому Кэл обязан пригласить Джека поужинать за их первоклассным столом, где он страдает от снобизма его хозяев. Взамен он душит Роуз в третий класс на вечер танцев, даря ей время жизни. Решив оставить все вместе свое заветное будущее, Роуз просит Джека, зарабатывающего себе на жизнь, делая зарисовки на улицах Парижа, нарисовать ее обнаженной в бесценном голубом бриллианте, который подарил ей Кэл. Кэл узнает об этом и запирает Джека. Вскоре после прихода подопечных корабль попадает в айсберг, и Роуз должна найти Джека, в то время как оба должны бежать от Кэла, даже когда корабль погружается глубже в ледяную воду.
В 1996 году охотник за сокровищами Брок Ловетт и его команда достигли самого известного кораблекрушения из всех - RMS "Титаник". Появившись с сейфом, в котором, как полагают, хранится знаменитый бриллиант под названием "Сердце океана", он обнаруживает, что в сейфе хранится не бриллиант, а рисунок красивой молодой женщины, носящей его. Когда Ловетт позже дает интервью по телевидению, он показывает рисунок на камеру, и Роуз Доусон Калверт, которой сейчас 101 год, узнает молодую женщину на рисунке - саму себя. Она и ее внучка Лиззи навещают Ловетта на его исследовательском корабле над обломками затонувшего корабля и рассказывают ей историю о "Титанике" и его злополучном девичьем путешествии.
В 1912 году 17-летняя светская львица Роуз ДеВитт Букатер вместе со своим женихом, владельцем магната из Питтсбургской стали Каледоном Хокли, и ее матерью, Рут ДеВитт Букатер, в Саутгемптоне поднимается на борт первоклассных корабельных апартаментов. Также на посадку высаживаются бедный художник Джек Доусон и его лучший друг Фабрицио Де Росси, после удачной игры в покер выигрывает их в рулевой игре. Когда Роуз пытается покончить с собой, прыгая с кормы в третьем классе, Джек тянут ее обратно на корабль... и между ними выковыривается связь, так как Джек приглашается ею в первый класс на следующий день. Мать Роуз и Кэл пытаются принять отчаянные меры, чтобы разлучить их, пока Джек и Роуз не влюбляются, пока Титаник не столкнется с айсбергом и не будет серьезно поврежден. Теперь Джек и Роуз должны бороться, чтобы остаться в живых, так как их страстная романтика становится борьбой за выживание, но в конце концов Джек замерзает до смерти из-за того, что проводит слишком много времени в чрезвычайно холодной воде.