All’ultimo minuto, un ricco americano espatriato in Europa, Richard Sturges (Clifton Webb), compra da un immigrato basco un biglietto di terza classe (la classe più bassa) per il viaggio inaugurale della RMS Titanic. Una volta a bordo, cerca la moglie fuggitiva, Julia (Barbara Stanwyck). Scopre che lei sta cercando di portare i loro due ignari figli, la diciottenne Annette (Audrey Dalton) e il decenne Norman (Harper Carter), nella sua città natale di Mackinac Island, nel Michigan, per allevarli come americani con i piedi per terra piuttosto che come elitari senza radici come Richard stesso.
Mentre la nave si prepara alla partenza, il suo capitano, Edward J. Smith (Brian Aherne), riceve un suggerimento dal rappresentante della compagnia di navigazione che un passaggio veloce da record sarebbe gradito.
Tra gli altri passeggeri ci sono Maude Young (basata sulla vera superstite del Titanic, Margaret “Molly” Brown), una donna benestante di origine operaia (Thelma Ritter); l’arrampicatore sociale Earl Meeker (Allyn Joslyn); un giocatore di tennis ventenne della Purdue University, Gifford “Giff” Rogers (Robert Wagner); e George S. Healey (Richard Basehart), un prete cattolico che è stato sconsacrato per alcolismo.
Quando Annette apprende le intenzioni di Julia, insiste per tornare in Europa con Richard sulla prossima nave non appena raggiungono l’America. Julia ammette che Annette è abbastanza grande per prendere le proprie decisioni, ma insiste per mantenere la custodia di Norman. Questo fa arrabbiare Richard, costringendo Julia a rivelare che Norman non è loro figlio, ma piuttosto il risultato di un’avventura di una notte dopo una delle loro numerose e aspre discussioni. Dopo aver sentito questo, lui accetta di rinunciare a tutte le pretese su Norman. Si unisce a Maude, Earl e George Widener nel salone per giocare a bridge all’asta con loro. La mattina dopo, quando Norman gli ricorda di una partita a shuffleboard che avevano programmato, lui lo respinge freddamente.
Nel frattempo, Giff si innamora di Annette al primo sguardo. All’inizio lei respinge i suoi sfacciati tentativi di conoscerla meglio, ma alla fine si affeziona a lui. Quella sera, Giff, Annette e un gruppo di giovani cantano e suonano il piano nella sala da pranzo, mentre il capitano Smith osserva da un tavolo d’angolo.
Il secondo ufficiale Charles Lightoller (Edmund Purdom) esprime al capitano Smith la sua preoccupazione per la velocità della nave quando ricevono due messaggi da altre navi che avvertono di avvistamenti di iceberg vicino alla loro rotta. Smith, tuttavia, lo assicura che non c’è pericolo.
Quella notte, tuttavia, la vedetta individua un iceberg davanti a sé. Nonostante l’equipaggio cerchi di allontanarsi dal pericolo, la nave viene squarciata sotto la linea di galleggiamento e comincia a imbarcare acqua. Quando Richard trova il capitano Smith, insiste per farsi dire la verità: la nave è condannata e non ci sono abbastanza scialuppe di salvataggio per tutti a bordo. Dice alla sua famiglia di vestirsi in modo caldo ma adeguato; poi si dirigono all’esterno.
Richard e Julia hanno una riconciliazione lacrimosa sul ponte della nave, mentre lui mette lei, Annette e Norman in una scialuppa. Inosservato da Julia, Norman cede il suo posto a una donna anziana e va a cercare Richard. Quando una delle cime si aggroviglia, impedendo alla barca di essere calata, Giff si arrampica e la ripara, solo per perdere la presa e cadere in acqua. Incosciente ma vivo, viene trascinato sulla barca.
Meeker si traveste da donna per salire su una scialuppa ma Maude Young nota le sue scarpe e lo smaschera davanti agli altri sulla barca. All’altro capo dello spettro del coraggio e dell’altruismo, George Healey scende in uno dei locali delle caldaie per confortare i membri dell’equipaggio feriti.
Quando il Titanic è nei suoi ultimi momenti, Norman e Richard si ritrovano. Richard dice a uno steward di passaggio che Norman è suo “figlio” e poi dice a Norman che è stato orgoglioso di lui ogni giorno della sua vita. Poi si uniscono al resto dei passeggeri condannati e all’equipaggio nel cantare l’inno “Nearer, My God, to Thee”. Quando l’ultima caldaia esplode, la prua del Titanic si immerge, facendo ruotare la poppa in alto nell’aria mentre scivola rapidamente nell’acqua gelida. I sopravvissuti rimanenti sono visti per l’ultima volta mentre aspettano nelle scialuppe di salvataggio l’arrivo dei soccorsi all’alba.