Brock Lovett (Bill Paxton) est un chercheur de trésor. Il ramène de l'épave du Titanic un coffre fort, dans lequel il trouve, entre autres, un dessin à peine abimé par le temps passé dans les abysses de l'Atlantique Nord. Ce dessin représente une jeune femme nue, portant un superbe bijou autour du cou: le 'Coeur de l'Océan'. Il s'avère que ce dessin représente Rose Calvert (Gloria Stuart), une rescapée du naufrage. Voulant mieux connaître le 'Titanic', Lovett rencontre Rose et lui demande de raconter son histoire.