En 1997, l'épave du Titanic est l'objet d'une exploration fiévreuse, menée par des scientifiques à la recherche d'un diamant bleu disparu. Interpellée par un reportage à la télévision, l'une des rescapées du naufrage, âgée de cent deux ans, Rose DeWitt, se rend sur place et évoque ses souvenirs. En 1912, fiancée à un industriel imbu de sa personne, Rose croise sur le bateau un artiste sans le sou, Jack, qui a gagné au jeu le droit de participer au voyage inaugural de l'énorme paquebot. Peu enthousiasmée par son futur mariage, la jeune femme projette de mettre fin à ses jours.