1997. L'épave du Titanic, le plus grand et le plus luxueux des paquebots, est l'objet d'une exploration minutieuse, pour rechercher un célèbre diamant, disparu avec le bateau. A sa place, on trouve le dessin d'une jeune femme. Rose Dawson, centenaire, se reconnaît dans le croquis et rejoint l'équipe dans l'Atlantique. Là, ses souvenirs reviennent... 1912, le Titanic, amarré à Southampton, s'apprête à appareiller pour sa croisière inaugurale. A son bord, Rose Dewitt Bukater, jeune femme de la haute société, est accompagnée par son fiancé, le richissime Cal Hockley. Jack Dawson, passager de la troisième classe, s'embarque lui de justesse, après avoir gagné au jeu son billet. Ces deux jeunes gens seraient destinés à ne jamais se rencontrer si Rose n'était si désespérée par son futur mariage : voulant se jeter du bateau, elle est retenue par Jack...