Tàu Titanic kể về Rose DeWitt Bukater, 101 tuổi, hồi nhớ về khoảng thời gian của bà trên tàu Titanic vào 84 năm trước . Khi bà còn là một cô gái Rose (Kate Winslet) trẻ lên tàu Titanic cùng mẹ và chồng sắp cưới. Định mệnh cho cô gặp Jack Dawson (Leonardo DiCaprio) một chàng họa sĩ trẻ tài năng. Rose kể toàn bộ câu chuyện của họ trên chuyến hành trình định mệnh đầu tiên và cuối cùng của Titanic vào ngày 15 tháng 4 năm 1912.