泰坦尼克号

1996年，探险家布洛克·洛维特带领团队在北大西洋深处的泰坦尼克号残骸中搜寻一颗传说中的蓝钻——「海洋之心」。他们没有找到钻石，却发现了一张保存完好的素描：一个年轻女人赤裸着身体，脖子上戴着那颗钻石。

这幅画被电视台播出后，一位一百零一岁的老妇人打来电话。她说画中的人是她。她叫罗丝·道森·卡尔弗特。

登船

1912年4月10日，英国南安普顿港。被称为「永不沉没」的皇家邮轮泰坦尼克号即将开始处女航，目的地纽约。

十七岁的罗丝·德威特·布凯特（凯特·温斯莱特饰）和母亲露丝、未婚夫卡尔·霍克利（比利·赞恩饰）一同登上头等舱。卡尔是钢铁大亨的继承人，傲慢而有控制欲。这桩婚事是母亲安排的——德威特家已经悄悄败落，只剩一个体面的姓氏，需要卡尔的财富来维持门面。罗丝对这段没有爱情的婚约感到窒息。

杰克·道森（莱昂纳多·迪卡普里奥饰）是个身无分文的年轻画家，在港口的酒馆里用一把好牌赢到了两张三等舱船票。他带着好友法布里齐奥跳上了开航前的最后一刻。

船头的风

第一个夜晚，罗丝再也无法忍受这种囚笼般的生活，她跑到船尾，攀上栏杆，想要跳海。杰克正好在附近看星星，他不动声色地走过去，没有劝阻，而是开始和她聊天——聊冰冷的海水，聊他在威斯康星湖上钓鱼时掉进冰窟窿的经历。罗丝被他逗笑了，最终翻回了栏杆里侧。但她脚下一滑，杰克一把抓住她的手，将她拉了回来。

卡尔得知此事后，勉强表示了感谢，邀请杰克到头等舱共进晚餐。杰克穿上借来的燕尾服，第一次走进了头等舱的富丽世界。他在餐桌上的自信和幽默打动了在场所有人，包括不拘小节的莫莉·布朗（凯西·贝茨饰）。晚宴后，杰克递给罗丝一张纸条：「让这变得有意义。」

罗丝跟着杰克来到三等舱的舞会——爱尔兰音乐、啤酒、赤脚跳舞。这是她从未体验过的自由。杰克带她去了船头，让她站在船舷上张开双臂，海风吹过她的脸——「我在飞！」

他们坠入了爱河。杰克为罗丝画了那幅裸体素描，罗丝只戴着卡尔送的「海洋之心」蓝钻项链。之后，两人在货舱的一辆轿车里度过了一个夜晚。

撞上冰山

1912年4月14日深夜11点40分。嘹望员发现正前方有冰山。大副默多克下令全速左转并倒车，但为时已晚。冰山在船体右舷下方划开了一道近百米的裂口。海水开始涌入前五个水密隔舱。

船体设计师托马斯·安德鲁斯向船长史密斯报告了一个无法逆转的事实：泰坦尼克号最多还能浮两个小时。船上有两千两百多人，救生艇只够一半人使用。

卡尔发现了罗丝和杰克的关系。他让贴身保镖洛夫乔伊将「海洋之心」偷偷塞进杰克的外套口袋，然后报警诬陷杰克偷窃。杰克被戴上手铐，铐在下层甲板的管道上。

沉没

撤离开始了。「女人和孩子先走。」但头等舱的乘客被优先安排上救生艇，三等舱的门却被锁死。许多救生艇只坐了一半的人就被放下了水——船员们害怕超载。

罗丝本已坐上了救生艇，但当船缓缓下放时，她看着杰克的眼睛，突然跳回了船上。她找到了被铐在下层的杰克，海水已经没过了腰。她拿着一把消防斧，在杰克的鼓励下精准地砍断了手铐链条。

两人在不断倾斜的船体中奔跑、攀爬。卡尔拿着一把手枪追杀他们，子弹打在齐腰深的海水里。卡尔最终放弃追赶，哄骗一个孩子上手，以此登上了救生艇。

泰坦尼克号的船尾高高翘起，然后从中间断成两截。前半段先沉入大海，后半段短暂地恢复了水平，随即也开始垂直下沉。杰克和罗丝紧紧抓住船尾的栏杆，随着船体一起坠入冰冷的大西洋。

你要活下去

一千五百多人落入了零下两度的海水中。杰克找到了一块漂浮的木板门，帮罗丝爬了上去。他自己泡在水里，两只手紧紧握着她的手。

周围是此起彼伏的呼救声，然后声音越来越小，越来越少。

杰克对罗丝说：「听我说，罗丝。你会活下去的。你会结婚，生好多孩子，你会看着他们长大。你会在温暖的床上寿终正寝，不是在这里，不是今晚。答应我你要活下去，答应我你永远不会放弃。」

罗丝答应了。

当救生艇终于回来搜救时，罗丝发现杰克已经冻死了。她的手指已经僵硬到无法松开他的手。她轻声说：「我不会放弃的，杰克，我答应过你。」她松开了他的手，看着他沉入深蓝色的海水中。她吹响了一个死去船员嘴里的哨子，引来了救生艇。

尾声

获救的罗丝在卡帕提亚号上裹着毯子，看到了同样获救的卡尔在头等舱幸存者中寻找她。她用毯子遮住了脸。登记姓名时，她说自己叫「罗丝·道森」。

八十四年后，一百零一岁的罗丝讲完了这个故事。夜里，她独自走到探险船的船尾，从口袋里掏出「海洋之心」——这颗钻石一直在她手中。她将它轻轻投入了泰坦尼克号残骸上方的大海。

最后一个镜头：在海底的泰坦尼克号残骸中，一切恢复了1912年的辉煌模样。大楼梯上站满了在海难中遇难的人们。杰克站在楼梯顶端，转过身来，微笑着向罗丝伸出手。罗丝走上前去，两人在众人的注视和掌声中拥吻。