為了尋找1912年在大西洋沉沒的泰坦尼克號上的珍貴財寶——價值連城的“海洋之心”，尋寶探險家布洛克從沉船上打撈起一個銹跡斑斑的保險柜，不料其中只有一幅保存完好的素描－一位佩戴著鉆石項鏈的年輕女子。這則電視新聞引起了一位百歲老人的注意,她激動不已，立即乘直升飛機來到布洛克的打撈船上。她名叫羅絲·迪威特·布克特，正是畫像上的女子。她向眾人講述了一段動人的愛情故事：在泰坦尼克號上的羅絲因不想嫁給未婚夫卡爾，準備跳海自殺，被幸運贏得船票的杰克所救，兩人由此認識。在隨后的幾天里，杰克帶她參加三等艙的舞會，給她畫素描（布洛克打撈起的那張），教她吐痰……他們兩人很快墜入了情網。但是這份甜美的愛情還沒過多久，泰坦尼克號便撞上冰山了。杰克為了羅絲能夠存活下來，不斷地鼓勵她，而自己卻凍死在寒冷的海水里。羅絲得救了，但她從沒有忘記杰克，不僅僅是因為他們有一段凄美的愛情，還因為杰克帶給了她歡樂，也給了她希望和未來……
得救的羅絲對船員說，自己名叫“羅絲·道森”，表示已把自己當成杰克的妻子（杰克的全名叫杰克·道森）
在影片的最后，羅絲把“海洋之心”拋入海中，以示杰克在天之

靈。隨后鏡頭展示了在睡夢中壽終正寢的羅絲和她的照片。羅絲穿過冰冷的海水，來到泰坦尼克號，回到與杰克約會的樓梯,兩人緊緊擁抱在一起，1912年沉船遇難的人們正站在樓梯周圍為羅絲和杰克鼓掌, 墻上的時間停留在沉船的那一刻。