Le 10 avril 1912, elle embarque en effet sur le Titanic avec son fiancé, Caledon Hockley, sa mère, Ruth , et leurs domestiques. Pendant ce temps, quatre hommes disputent une partie de poker. Deux d'entre eux, Olaf et Sven, ont misé leurs billets de troisième classe pour le Titanic, billets que remportent finalement leurs adversaires, Jack et Fabrizio. Ceux-ci embarquent alors sur le Titanic. Alors que commence la traversée, Rose se sent de plus en plus piégée par une haute société qui veut lui faire épouser un homme qu'elle n'aime pas. Finalement, un soir après le dîner, elle tente de sauter de l'arrière du navire. Jack, qui flânait sur le pont, se précipite à son secours et réussit à la sauver. Lorsque Cal et d'autres passagers arrivent sur les lieux, ils décident d'inviter Jack à dîner avec eux en première classe.
Le lendemain, Jack et Rose passent la journée ensemble sur le pont du Titanic, discutant de leur vie. Rose envie l'indépendance de Jack et son absence d'attaches. Avec l'aide de Margareth Brown, Jack réussit à se rendre présentable pour le dîner où la plupart des invités se montrent amicaux, à l'exception de Ruth et de Cal qui n'affichent que du mépris à son égard. Après le repas, Jack invite Rose à une fête en troisième classe, sans savoir qu'ils sont épiés par le valet de Cal, Lovejoy.
Le matin suivant, Cal crie après Rose et la sermonne sur ce qu'une bonne future épouse se doit d'être. Sa mère exprime également ses craintes : si le mariage n'a pas lieu, elles seront ruinées. Rose décide donc de se sacrifier pour le bien de sa famille. Jack s'introduit frauduleusement en première classe pour la raisonner, mais en vain. Ce n'est qu'au coucher du soleil qu'elle se décide à le rejoindre et à quitter le carcan dû à son rang. Elle demande à Jack de la peindre nue, ne portant que le Cœur de l'Océan offert peu de temps avant par Cal. Après s'être exécuté, Jack et Rose sont obligés de fuir Lovejoy, se réfugiant dans les salles des chaudières puis dans la cale. Peu après être ressortis sur le pont, ils assistent à la collision du Titanic avec l'iceberg.
Tous deux décident d'aller prévenir Ruth et Cal et retournent à la cabine de Rose, mais en chemin, Lovejoy glisse le bijou dans la poche de Jack, qui est accusé du vol et enfermé dans le bureau du capitaine d'armes. Rose, mise au courant de la gravité de la situation par le concepteur du navire, Thomas Andrews, se prépare à monter dans un canot avec sa mère, mais change d'avis au dernier moment et se précipite au secours de Jack. Après sa libération, tous deux réussissent à gagner le pont des embarcations. Jack et Cal réussissent à persuader Rose de monter dans un canot (Cal a en effet un arrangement avec le premier officier William Murdoch et fait croire à Rose que Jack en profitera aussi), mais celle-ci s'enfuit à nouveau.
Jack et Rose sont alors poursuivis par Cal, qui s'est emparé d'une arme. Finalement, celui-ci laisse tomber pour sauver sa propre vie et remonte sur le pont. Cependant, dans la panique, l'officier lui rend son argent, et après avoir tué deux passagers, se suicide. Cal s'empare alors d'une fillette et l'utilise pour embarquer sur un des derniers canots. Jack et Rose, quant à eux, fuient, rencontrent Andrews dans le fumoir (celui-ci a décidé de périr avec son navire), et sont finalement contraints de se réfugier sur le pont arrière. Pendant ce temps, Fabrizio, l'ami de Jack, est tué par la chute de la première cheminée du paquebot. Lorsque le navire sombre, les deux amants se retrouvent dans l'eau glacée et trouvent un morceau du mur du salon de première classe. Seule Rose peut monter dessus, et Jack se laisse mourir pour elle. Rose réussit à signaler sa présence au canot de l'officier Harold Lowe, venu chercher des survivants. À son arrivée à New York, elle donne pour nom Rose Dawson, et ne donne plus de signe de vie à sa famille.
