No último minuto, um expatriado americano rico na Europa, Richard Sturges (Clifton Webb), compra um bilhete de classe executiva (a classe mais baixa) para a viagem inaugural do RMS Titanic a um imigrante basco. Uma vez a bordo, ele procura sua esposa fugitiva, Julia (Barbara Stanwyck). Ele descobre que ela está tentando levar seus dois filhos insuspeitos, Annette (Audrey Dalton), de 18 anos, e Norman (Harper Carter), de dez, para sua cidade natal, Mackinac Island, Michigan, para criá-los como americanos de baixo para cima, em vez de elitistas sem raízes como o próprio Richard.
Como o navio se prepara para a partida, seu capitão, Edward J. Smith (Brian Aherne), recebe uma dica do representante da companhia de navegação de que uma passagem rápida e recorde seria bem-vinda.
Outros passageiros incluem Maude Young (baseada na sobrevivente da vida real Titanic Margaret “Molly” Brown), uma mulher rica de origem trabalhadora (Thelma Ritter); Earl Meeker (Allyn Joslyn), uma tenista da Universidade Purdue de 20 anos, Gifford “Giff” Rogers (Robert Wagner); e George S. Healey (Richard Basehart), um padre católico que foi descongelado pelo alcoolismo.
Quando Annette descobre as intenções de Julia, ela insiste em voltar para a Europa com Richard no próximo navio, assim que eles chegarem à América. Julia admite que Annette tem idade suficiente para tomar suas próprias decisões, mas ela insiste em manter a custódia do Norman. Essa raiva de Richard, forçando Julia a revelar que o Norman não é filho deles, mas sim o resultado de uma noite depois de uma de suas muitas discussões amargas. Ao ouvir isso, ele concorda em desistir de toda a reivindicação ao Norman. Ele se junta a Maude, Earl e George Widener no salão para jogar bridge de leilão com eles. Na manhã seguinte, quando Norman o lembra de um jogo de shuffleboard que eles tinham programado, ele o escova friamente.
Meanwhile, Giff cai para Annette à primeira vista. No início ela repulsa suas tentativas de se conhecer melhor, mas eventualmente ela o aquece. Naquela noite, Giff, Annette e um grupo de jovens cantam e tocam piano na sala de jantar, enquanto o Capitão Smith observa de uma mesa de canto.
Segundo Oficial Charles Lightoller (Edmund Purdom) expressa sua preocupação ao Capitão Smith sobre a velocidade do navio quando eles recebem duas mensagens de outros navios alertando sobre avistamentos de iceberg perto de sua rota. Smith, entretanto, assegura-lhe que não há perigo.
Naquela noite, porém, o vigia avistou um iceberg bem à frente. Embora a tripulação tente se manter afastada do perigo, o navio é arruinado abaixo da linha de água e começa a tomar água. Quando Richard encontra o Capitão Smith, ele insiste em ser dito a verdade: o navio está condenado e não há barcos salva-vidas suficientes para todos a bordo. Ele diz a sua família para se vestir calorosamente mas adequadamente; então eles vão para fora.
Richard e Julia têm uma reconciliação chorosa no convés do barco, enquanto ele a coloca, Annette e Norman num bote salva-vidas. Sem ser notado por Julia, Norman cede o seu lugar a uma mulher mais velha e vai à procura de Richard. Quando uma das linhas fica emaranhada, impedindo que o barco seja baixado, Giff desce e o conserta, só para perder o controle e cair na água. Inconsciente mas vivo, ele é arrastado para o barco.
Meeker disfarça-se de mulher para entrar a bordo de um barco salva-vidas mas Maude Young repara nos seus sapatos e desmascara-o na frente dos outros no barco. No outro extremo do espectro da coragem e do altruísmo, George Healey dirige-se para uma das salas das caldeiras para confortar os tripulantes feridos.
Como o Titanic está nos seus momentos finais, Norman e Richard encontram-se um ao outro. Richard diz a um aeromoça que Norman é seu “filho” e depois diz a Norman que tem se orgulhado dele todos os dias de sua vida. Então eles se juntam ao resto dos passageiros condenados e à tripulação para cantar o hino “Nearer, My God, to Thee”. Quando a última caldeira explode, a proa do Titanic mergulha, girando a popa para o ar enquanto ela desliza rapidamente para a água gelada. Os restantes sobreviventes são vistos pela última vez à espera, nos barcos salva-vidas, de ajuda, quando se aproxima o amanhecer.