看著遺像，過去的壹幕幕重現在老人眼前:1912。4月12日，正在準備首航的泰坦尼克號停泊在港口，碼頭上擠滿了人，爭相見證這艘人類歷史上最大、最豪華的巨輪。羅斯是壹位美麗優雅的貴族小姐，她與母親和未婚夫鋼鐵大王的兒子卡爾·霍利壹起登上了頭等艙。與此同時，這部電影的另壹位主人公，年輕的流浪畫家傑克·道森，幸運地通過賭博贏得了壹張三等艙的船票。他大喊“我們是世界上最幸運的人……”在最後壹刻登上了船。泰坦尼克號起航了。初春的大西洋陽光明媚，碧波萬裏。傑克和他的夥伴站在船頭眺望前方，大聲歡呼，興奮不已，仿佛此時的世界屬於他們。
生活在上流社會社交圈中的羅斯早已厭倦了貴族們無聊的談話，覺得自己就像壹只籠中鳥。她皺著眉頭來到甲板上，看著遠處以減輕她的悲傷。傑克壹看到羅斯，就被她的氣質深深吸引。夜幕降臨，在又壹次放蕩之後，羅斯對自己的未來和婚姻感到極度無助。她沖到甲板上，試圖跳海結束自己的生命。傑克及時發現了這壹點，並在關鍵時刻用自己的真誠和獨特的幽默說服了羅斯。盡管卡爾很不情願，但為了感謝傑克救了他的妻子，他不得不在頭等艙請傑克吃飯。卡爾本想借機羞辱傑克，但他沒想到傑克在餐桌上坦率的話語贏得了滿堂喝彩。傑克和羅斯從此相識，羅斯向傑克傾訴了自己的抑郁:“我覺得這輩子無非就是這樣，好像我活了壹輩子。心胸狹窄和粗心大意的人可以參加無數的宴會、舞會、遊艇比賽和馬球比賽。我感覺自己站在懸崖邊上，沒有人把我拉回來，沒有人關心我，甚至沒有人在乎我。”在傑克的指導和陪伴下，羅斯找到了她久違的幸福，她燦爛的笑容終於再次洋溢在她的臉上。
當羅斯的未婚夫卡爾發現傑克和羅斯的關系時，他非常不高興。他送給羅斯壹條價值連城的鉆石項鏈“在海的中心”，並表示要贏得羅斯的心。然而，在羅斯眼裏，卡爾只是壹個十足的勢利小人，她從心底裏不想嫁給他。然而，在母親和未婚夫的壓力下，羅斯不得不刻意回避傑克的感情，但正是因為如此，羅斯意識到自己已經深深地愛上了傑克。
從相識到相戀，雖然只有短短幾天，羅斯和傑克已經形影不離。臥室裏，羅斯上演了《在海洋的中心》，傑克畫了壹幅她永遠不會忘記的肖像。泰坦尼克號靠岸後，羅斯不顧家庭和禮儀的壓力，決定和傑克壹起生活。幸福似乎離這對夫婦只有壹步之遙。
白星航運公司經理布魯斯·伊斯梅爾暗示，為了讓泰坦尼克號創造最快的橫渡大西洋記錄，史密斯船長應該加快船速，而不管潛在的冰山威脅。14當晚，海面出奇的平靜，泰坦尼克號仍在全速行駛。觀景臺在發現前方冰山後立即通知了駕駛艙和大副，但慣性巨大的船舶來不及逃生，船體右側被冰山隔開，6個船艙進水。所謂永不沈沒的泰坦尼克號將在兩小時後沈沒。此時船上的救生艇只夠壹半乘客乘坐，船上壹片慌亂。
不料，此時傑克因偷鉆石被霍利陷害，被關在下層船艙。不明真相的羅絲和大家壹起在甲板上等待救生艇，但她仍然相信傑克是無辜的。羅斯不顧壹切地回到空蕩蕩的船艙尋找傑克，並在關鍵時刻找到了壹把救命的斧頭來營救他。當他們來到甲板上時，羅斯在傑克的勸說下上了救生艇。救生艇慢慢放下，羅斯陷入了恍惚狀態。突然，她放棄了最後的逃生機會，跳回了泰坦尼克號。這對夫婦緊緊地擁抱在壹起。
“夢想之船”泰坦尼克號開始慢慢沈沒，壹場悲劇開始上演。黑暗的大海和天空連接在壹起，無情地吞噬著絕望的乘客。傑克把羅斯帶到船尾，爬上欄桿（他們的愛情開始的地方），緊緊抓住直到泰坦尼克號沈沒。兩人掙紮著從巨大的漩渦中出來後，傑克將羅斯推到了壹塊浮板上，但他卻將自己浸泡在冰冷的海水中。
幾個小時後，救援船返回營救奄奄壹息的羅斯，而已經凍僵的傑克則被冰海無情吞噬。羅斯信守對傑克的承諾，勇敢地生活著。
84年後，羅斯來到泰坦尼克號沈沒的地方，把它扔進了海裏，告訴傑克他在天堂...