1. Пролог :Филмът започва с съвременна експедиция до останките на Титаник, водена от търсача на съкровища Брок Ловет. Роуз Деуит Букатер, 100-годишна жена, е качена на борда на изследователския кораб и разкрива, че е оцеляла от потъването на Титаник.
2. Част I:Качване :След това филмът се връща към 1912 г., когато Роуз се качва на борда на Титаник с богатия си годеник Каледон Хокли. Майката на Роуз, Рут, също пътува с тях. Те отплават от Саутхемптън, Англия, на първото пътуване на кораба.
3. Част II:Потъването :Филмът описва събитията от нощта на 14 срещу 15 април 1912 г., когато Титаник се удря в айсберг и потъва в Северния Атлантически океан. Роуз и Джак Доусън, пътник от трета класа, когото тя среща на кораба, се обвързват романтично, докато корабът потъва.
4. Част III:Последица :Филмът завършва с Роуз, която разказва преживяванията си на Титаник на Ловет и неговия екипаж. Тя разкрива, че е запазила огърлицата Сърцето на океана, ценен диамант, който е бил откраднат от Каледон, и го хвърля в океана. Филмът завършва с Роуз, която умира мирно в съня си.