ในปี ค.ศ. 1996 นักล่าสมบัติ บร็อค เลิฟเว็ตต์ และทีมของเขาขึ้นเรือวิจัยชื่อว่า อคาเดมิก มิสติสลาฟ เคลดิช เพื่อค้นหาซากเรือแตกของ อาร์เอ็มเอส ไททานิก และ หัวใจมหาสมุทร สร้อยคอเพชรหายาก พวกเขากู้ตู้นิรภัยซึ่งมีภาพวาดของหญิงสาวใส่แค่สร้อยคอ ลงวันที่ 14 เมษายน 1912 วันที่เรือชนภูเขาน้ำแข็ง[Note 1] โรส ดอว์สัน แคลเวิร์ต ผู้หญิงที่อยู่ในรูปวาด ขึ้นเรือ เคลดิช และเล่าประสบการณ์บนเรือ ไททานิก ให้เลิฟเว็ตต์ฟัง

ในปี ค.ศ. 1912 ที่เซาแทมป์ตัน โรส เดวิตต์ บูเคเตอร์ ผู้โดยสารชั้นหนึ่งอายุ 17 ปี มาพร้อมกับ แคล ฮอคลีย์ คู่หมั้นของเธอ และ รูธ แม่ของเธอ ขึ้นเรือหรูหราชื่อว่า ไททานิก รูธเน้นย้ำกับโรสว่าการแต่งงานของโรสจะช่วยแก้ปัญหาด้านการเงินของครอบครัวและช่วยรักษาสถานะชนชั้นสูงเอาไว้ โรสรู้สึกอึดอัดใจเรื่องการแต่งงาน เธอจึงปีนรั้วกั้นท้ายเรือและพยายามที่จะฆ่าตัวตาย แจ็ก ดอว์สัน ศิลปินผู้ยากจน ได้เข้ามาห้ามและพยายามเกลี่ยกล่อมเธอ หลังจากแจ็กช่วยโรสได้แล้ว เจ้าหน้าที่ของเรือพร้อมกับแคลและ สไปเซอร์ เลิฟจอย คนรับใช้ของแคล มาพบทั้งสองคน โรสบอกแคลว่าเธอกำลังมองลงไปแล้วแจ็กเข้ามาช่วยเธอไม่ให้ตกลงไป แคลจึงให้รางวัลแจ็กโดยเชิญเขาให้ไปร่วมรับประทานอาหารกับพวกเขาในห้องอาหารของผู้โดยสารชั้นหนึ่ง แจ็กกับโรสเริ่มพัฒนาความสัมพันธ์ แม้ว่าเลิฟจอยและรูธจะระแวงเขา หลังจากอาหารเย็น โรสได้เข้าร่วมงานเลี้ยงของผู้โดยสารชั้นสามอย่างลับๆ กับแจ็ก

โรสตระหนักถึงความไม่พอใจของแคลและรูธ เธอจึงบอกปฏิเสธความรักของแจ็กที่มีให้กับเธอ แต่ต่อมาโรสรู้ตัวว่าเธอชอบเขามากกว่าแคล หลังจากนัดพบกันที่หัวเรือตอนพระอาทิตย์ตก โรสพาแจ็กไปที่ห้องส่วนตัวของเธอ เธอขอให้แจ็กวาดภาพเธอเปลือยกายโดยใส่แค่สร้อยคอหัวใจมหาสมุทรซึ่งเป็นของหมั้นของแคล พวกเขาหลบหนีเลิฟจอยและมีสัมพันธ์ลึกซึ้งกันภายในรถยนต์ในห้องเก็บของใต้ท้องเรือ บนดาดฟ้าด้านหน้า พวกเขาเห็นการปะทะกันของเรือกับภูเขาน้ำแข็งและได้ยินเจ้าหน้าที่และผู้สร้างเรือพูดคุยถึงความร้ายแรงของมัน

แคลพบภาพวาดโรสของแจ็กกับบันทึกดูถูกจากเธอในตู้นิรภัยของเขาพร้อมกับสร้อยคอ เมื่อแจ็กกับโรสพยายามที่จะบอกแคลเรื่องเรือชนภูเขาน้ำแข็ง แคลตอบโต้ด้วยการให้เลิฟจอยแอบใส่สร้อยคอไว้ในกระเป๋าเสื้อของแจ็ก และกล่าวว่าเขาเป็นขโมย แจ็กถูกจับและถูกคุมขังในห้องของเจ้าหน้าที่ควบคุมเรือ แคลใส่สร้อยคอไว้ในกระเป๋าเสื้อของเขาเอง

ขณะที่เรือกำลังจมลง โรสหนีแคลกับแม่ของเธอซึ่งได้ขึ้นเรือบด ไปช่วยปลดปล่อยแจ็ก บนดาดฟ้าเรือ แคลได้พบแจ็กกับโรสอีกครั้ง แคลและแจ็กสนับสนุนให้โรสขึ้นเรือบด แคลอ้างว่าได้ตกลงกับเจ้าหน้าที่ไว้แล้วว่าจะลงเรืออีกลำหนึ่งกับแจ็ก ซึ่งแท้จริงแล้วแจ็กไม่มีส่วนเกี่ยวข้องด้วย ขณะที่เรือบดกำลังลดระดับลง โรสรู้ตัวว่าเธอไม่สามารถแยกห่างจากแจ็กได้ เธอจึงโดดกลับขึ้นเรือ แคลเอาปืนพกของเลิฟจอยแล้วไล่ตามยิงโรสกับแจ็กไปจนถึงในห้องรับประทานอาหารชั้นหนึ่ง หลังเขาใช้กระสุนหมดแล้วจึงลดละ และมานึกได้ว่าใส่สร้อยคอเพชรไว้ในกระเป๋าเสื้อคลุมที่เขาสวมให้กับโรส ต่อมาเขาได้ขึ้นเรือบดโดยอุ้มเด็กที่หลงกับแม่และอ้างตัวว่าเขาเป็นพ่อ เพื่อที่จะได้ลงเรือลำนั้น

หลังจากหนีแคลพ้นและเอาตัวรอดจากน้ำที่ทะลักมาตามเส้นทางห้องโดยสารในเรือ แจ็กกับโรสกลับมาที่ดาดฟ้าเรือ เรือบดได้ออกเดินทางไปหมดแล้ว เหตุการณ์เลวร้ายลง มีผู้โดยสารเสียชีวิตจากการพลัดตกเรือ หรือกระแทกกับของแข็งต่างๆเมื่อเรือหักครึ่งทำให้ท้ายเรือจมลงหมาสมุทรอย่างรวดเร็ว แจ็กกับโรสปีนขึ้นไปอยู่ด้านบนของท้ายเรือเพื่อยื้อเวลาก่อน ที่เรือจะจมลงไปหมด เขาช่วยเธอให้ขึ้นไปบนซากประตูไม้ที่ลอยน้ำอยู่ แต่ว่าเพียงพอให้พ้นน้ำได้สำหรับคนเดียวเท่านั้น แจ็กให้กำลังใจและยืนยันกับโรสว่าเธอจะได้ตายในตอนชราบนเตียงอันอบอุ่นของเธอ สุดท้ายแจ็กก็เสียชีวิตด้วยภาวะตัวเย็นเกิน[8] และโรสได้รับการช่วยเหลือจากเรือบดที่พายกลับมา

ต่อมา อาร์เอ็มเอส คาร์พาเทีย ได้ช่วยเหลือเหล่าผู้รอดชีวิตขึ้นเรือ โรสหลบซ่อนแคลขณะที่เรือเดินทางไปนครนิวยอร์ก โรสได้เปลี่ยนชื่อตัวเองเป็น โรส ดอว์สัน โรสกล่าวว่าต่อมาเธอได้อ่านหนังสือพิมพ์พบว่า แคลนั้นฆ่าตัวตายเนื่องจากเหตุการณ์ตลาดหลักทรัพย์วอลล์สตรีทตก ค.ศ. 1929

กลับมาในปัจจุบัน เลิฟเว็ตต์ตัดสินใจยกเลิกการค้นหาของเขาหลังได้ยินเรื่องราวของโรส ที่ท้ายเรือของ เคลดิช โรสได้นำสร้อยเพชรหัวใจมหาสมุทร ซึ่งอยู่ในความครอบครองของเธอมาตลอด หย่อนมันลงไปในทะเลเหนือซากเรือ ภาพเหตุการณ์ตัดมาขณะที่เธอดูเหมือนกำลังหลับหรือเสียชีวิตบนเตียงของเธอ[9] มีรูปภาพของเธอแสดงให้เห็นถึงการผจญภัยและชีวิตที่เป็นอิสระ โรสตอนสาวได้พบกับแจ็กอีกครั้งที่บันไดใหญ่ในเรือไททานิก และได้รับการปรบมือแสดงความยินดีในความรักจากเหล่าผู้โดยสารบนเรือนั้น