一步一腳印，一筆一回憶

1996年8月：猎宝者布洛克·洛维特在考察船凯尔迪什号上，他跟他的組員在北大西洋上在沈船泰坦尼克号裡尋找失落的著名鑽石頸鏈“海洋之心”(Heart of Ocean)。據说这枚项链在鐵達尼號沉没时也隨之沉入大海。之後他們在海洋之心的擁有者卡爾·霍克利在泰坦尼克号中所居住的房間發現一件已十分老舊的夾萬，但裡頭卻只發現一幅裸女畫像，而畫中的女子頸上所戴的就是海洋之心。已經101岁的露丝·道森-卡维特在电视里看到了新聞正在報導此事，她意识到肖像上的女子正是她自己，就讓孙女丽西·卡維特告知布洛克·洛维特，並向他表示羅絲就是鐵達尼號的其中一位乘客。布洛克·洛维特在得知消息之後就立刻邀請羅絲到他的考察船上，因為她可能是唯一知道這顆鑽石下落的人。

故事回到了1912年4月10日英国的南安普敦。泰坦尼克号正向美国纽约出發，展開了首航。高层乘客中有露斯·德维特·布卡特、她的未婚夫卡尔·霍克利和她的母亲卢斯，另外还有在賭博中贏得船票的三等舱乘客杰克·道森和他的朋友法布里奇欧·德·罗西。在船上，杰克对露丝一见钟情。露丝的母亲强迫露丝与富有的卡尔结婚来保障其家族的社会地位。可是露丝不爱卡尔，飽受束縛的她對自己的未來觉得非常绝望。她想從船尾跳海自殺，正好杰克在場，他成功说服露絲，可是她不慎滑倒，幸好被杰克所救。卡尔听说这件事后请傑克次日在一等舱共进晚餐，他的僕人卻對這件事有點懷疑。

第二天傑克與露丝交談，同時泰坦尼克号所属白星航運的董事布鲁斯·伊斯梅说服船长史密斯以全速航行，希望能夠在星期二晚上到達紐約市，以顯示泰坦尼克号的速度與實力。此行為非常有风险，因为在晚上冰山很难被鉴别，容易發生意外，泰坦尼克号也因美觀問題而沒有放上足夠的救生艇，而且人們深信當時泰坦尼克号的稱號——「不會沉沒的船」（當時的人把泰坦尼克号稱為"unsinkable ship"，意思是不會沉沒的船），所以救生艇的數量只能載上小部分的乘客。傑克在晚餐後帶露絲到三等艙參加一個很放肆的慶祝派對，他們跳舞、飲酒，非常開心，但卻被卡爾的僕人發現。

翌日早餐时，卡尔對露丝在杰克的陪同下去三等舱非常生气，自此卡尔和露丝的母亲都禁止她再去见杰克。杰克知道後，他必须救露丝，因此他秘密地去找她。杰克找到露丝後來到一個隱蔽的地方，露丝說不會再跟杰克見面。但是最后她还是改变主意去找杰克，兩人在船头首次相吻。露丝带杰克去她的船舱，在那里给他看那枚钻石。她戴上首饰，让杰克为自己画一幅裸体像。杰克非常專業，對露絲毫無非份之想，那幅裸畫像就是電影開始時在保險柜里被找到的那幅裸體像。随后，他们為了逃避卡爾的僕人，躲藏在郵艙內的一輛汽車中並在車上發生性關係。

此後不久船上的瞭望員發現了一座冰山，此時該冰山已經和泰坦尼克号十分接近，已經無法躲避了。泰坦尼克号與冰山相撞後，船的底層開始入水。船長史密斯、設計師安德鲁和船主討論他們面臨的問題，安德鲁告訴他們將會沉沒。船長下令所有旅客在甲板上集合，並且要求他們穿上救生衣。與此同時，卡爾的僕人將鑽石偷偷藏在傑克的衣袋裡，然后誣陷傑克偷了鑽石，杰克因此被扣押。另外，羅絲與她的母親發生爭吵，因為她母親認为如果救生艇太多人的話影響她的安全。露絲一氣之下離開她母親去尋找傑克，最後她在船員休息室找到傑克，他被手銬銬在一根管子上。露絲在船員休息室找不到能開啟手銬的鎖匙，只好在附近找到一把斧頭，並用它劈斷手銬，救了杰克，及後兩人又跑到三等艙。

由於水越漲越高，船上開始爆發驚慌。三等艙的乘客突破一道鎖着的門衝到甲板上。卡爾和他的僕人也想登上救生艇，但是一開始沒有成功。最後，當卡爾可以上救生艇時，他聽說他的僕人找到了羅絲和傑克。卡爾和傑克要求露絲坐上救生艇，但羅絲堅拒離開傑克。卡爾把他的大衣給了露絲，竟然沒有想到鑽石仍放在衣袋裡。卡爾說傑克和他可以在船的另一邊上的另一艘救生艇，因此露絲只好依依不捨地上了救生艇。救生艇被放下時，她卻爬回了甲板，傑克立刻向她跑去。卡爾發現了他們，氣急敗壞向兩人開槍。他們逃過一等艙，但槍聲卻令船上的驚慌更增強了，露絲和傑克跑到快被水淹沒的餐廳，卡爾為保自己安全只好回到甲板，他後來發現了一個小女孩，就馬上一手抓起她，聲稱是自己的小孩。由於擁有小孩的人可優先登艇，他終於上了最後一艘救生艇。

在此期間船繼續下沉，露絲和傑克逃到經過餐廳時發現泰坦尼克号的設計師，設計師正在懊悔自己的設計不夠好，令船上的客人受難。這时候，船已經豎立起來，船的中部突然斷裂，其後部落回到水中，並再次豎立起來後不久便沉沒。傑克和露絲互相緊抓對方，但是在水裡互相被隔絕。傑克後來找到露絲，他們發現了一扇漂浮在水上的門，但是門板上只能容納一個人。因此傑克只能留在冰冷的海水裡，傑克要求露絲不要尋死，好好活下去。鏡頭一轉，船員洛爾划救生艇尋找生還者。露絲聽到他的聲音，於是她便呼喚傑克起身，可是，傑克卻在冰冷的海水裡因為低溫症而活活凍死了，露絲只好傷心地吹響哨子，後被發現得救。她和其他幸存的乘客被客船卡爾帕蒂亞救起。

很遺憾的是，船員洛爾只能救起6名掉下水的客人，其餘約1500人活活被凍死，當中包括傑克。露絲很幸運地逃過一劫，在被救回上另一隻船後，她把自己的姓氏改為道森，以表示她永遠都是傑克的人，此時卡爾想在三等艙乘客群中尋找露絲，露絲卻以毛毯包着自己並背向卡爾，完全沒有回應卡爾。那是她最後一次見到卡爾。卡爾後來跟另一個女子結婚，還繼承家族的財產，但是1929年華爾街股災使他損失慘重，結果饮弹自尽。露絲則當上演員，並與一名低下階層的男子結婚，在婚後誕下兒女。

回到1996年：露絲的故事深深地感動了她的孫女、洛維爾和尋寶組的其他組員。洛維爾覺得自己完全比不上羅絲，他為了尋找已失落的鑽石花了三年時間，但露絲卻花了一輩子的時間去回憶永遠不會回來的傑克。當晚露絲把珍藏多年的「海洋之心」扔下海中，她終於把收藏在自己心中84年的秘密告訴了大家，在之前她沒有把自己的愛情故事經歷跟任何人說過。晚上她睡覺時，床頭上放有她自在地生活時的照片，而她在夢中回到泰坦尼克号上與傑克和其他在船難中的死者相會，似乎又展開了新的愛情故事。

名句

1. I am the king of the world!（翻譯：我是世上之王！）
2. You jump, I jump.（翻譯：你跳，我跳。）
3. I'm flying!（翻译：我在飞！）