1. Proloog :De film begint met een hedendaagse expeditie naar het wrak van de Titanic, onder leiding van schatzoeker Brock Lovett. Rose DeWitt Bukater, een 100-jarige vrouw, wordt aan boord van het onderzoeksschip gebracht en onthult dat ze een overlevende was van het zinken van de Titanic.
2. Deel I:Inscheping :De film flitst vervolgens terug naar 1912, als Rose aan boord van de Titanic gaat met haar rijke verloofde, Caledon Hockley. Rose's moeder, Ruth, reist ook met hen mee. Ze vertrekken vanuit Southampton, Engeland, voor de eerste reis van het schip.
3. Deel II:Het zinken :De film toont de gebeurtenissen in de nacht van 14 op 15 april 1912, wanneer de Titanic op een ijsberg botst en zinkt in de Noord-Atlantische Oceaan. Rose en Jack Dawson, een derdeklaspassagier die ze op het schip ontmoet, raken romantisch betrokken als het schip zinkt.
4. Deel III:Nasleep :De film eindigt met Rose die haar ervaringen op de Titanic vertelt aan Lovett en zijn bemanning. Ze onthult dat ze de Heart of the Ocean-ketting heeft bewaard, een waardevolle diamant die uit Caledon is gestolen, en deze in de oceaan heeft gegooid. De film eindigt met Rose die vredig in haar slaap sterft.