Jack Dawson es un artista sin un centavo que puede abordar el Titánico después de ganar boletos en un afortunado juego de póquer. Jack aborda el barco con su amigo italiano Fabrizio, y también se hace amigo del pasajero de tercera clase Tommy Ryan. Jack ve a Rose en la cubierta del barco y luego la salva de quitarse la vida. En la cena, Jack impresiona a varios de los conocidos de Rose en primera clase con su Carpe Diem actitud y ganas de vivir. La madre de Rose, Ruth, detesta a Jack, viéndolo como una amenaza potencial para el inminente matrimonio de Rose con Cal. Jack muere en el Atlántico Norte después de salvar a Rose.
Rose Dawson Calvert es una mujer de 101 años y la narradora de la historia principal de la película, que le cuenta a Brock Lovett y su equipo de buscadores de tesoros. Cuando tenía 17 años, Rose viajó en el Titánico con su madre y su prometido, Cal Hockley. Rose se siente tan sofocada por las circunstancias de su vida que intenta suicidarse cerca del comienzo de la película, y solo se salva a través de las intervenciones de Jack. Después de conocer y enamorarse de Jack, Rose finalmente decide irse con él, no con Cal, cuando llega a Estados Unidos, pero Jack fallece cuando el barco se hunde. Rose elige tomar el nombre de Jack, Rose Dawson, al llegar a Ellis Island.
Cal Hockley, el heredero de una fortuna de acero de Pittsburgh, intenta controlar el comportamiento de Rose y ganársela con regalos exorbitantes como el diamante Heart of the Ocean. Celoso y desconfiado, Cal envía a su ayuda de cámara Lovejoy para que observe cada movimiento de Rose, y se enfurece cuando se entera de que ella ha estado retozando bajo cubierta con Jack. Aunque Rose desprecia a Cal, Ruth lo ve como una forma de salvar lo que queda de su apellido, después de cargar con deudas. Cal finalmente intenta matar tanto a Rose como a Jack, y consigue un asiento de bote salvavidas agarrando a una niña abandonada y fingiendo que es suya.
Ruth es la madre imperiosa y exigente de Rose, a quien parece no importarle nada más que mantener su propio estatus de clase. Al igual que Cal, Ruth intenta controlar el comportamiento de Rose y transformarla en una chica de sociedad obediente y dócil. Ruth’s intenta compensar su precaria situación financiera despreciando a hombres como Jack y «dinero nuevo» como Molly Brown, y comportándose de una manera flagrantemente elitista. Ruth se preocupa sobre si los botes salvavidas estarán sentados por clase, lo que hace que Rose elija quedarse en el bote en lugar de irse con ella.
Brock Lovett es un cazador de tesoros experimentado que dirige un equipo de sumergibles hasta el Titanic naufragio al comienzo de la película. Al principio, Brock busca el Corazón del Océano, una joya magnífica que vale más que el Diamante de la Esperanza, pero en su lugar encuentra un dibujo de una mujer que resulta ser Rose. La historia de Rose ayuda a Brock a darse cuenta de que su interés motivador en el Titánico le impidió comprender el alcance total de la tragedia humana del evento.
El personaje de Molly Brown, apodada la «Insumergible» Molly Brown, se basa en la socialité y filántropa estadounidense Margaret Brown, mejor conocida por tratar de persuadir a los pasajeros de su bote salvavidas para que se den la vuelta y busquen sobrevivientes. Como «dinero nuevo», Molly es despreciada por algunos de los otros pasajeros de primera clase, como Ruth y su círculo, pero conserva su calidez y humanidad de una manera que ellos no lo hacen. Molly se pone del lado de Rose en sus peleas con Cal, ayuda a Jack a encontrar un esmoquin para la cena y tiene poca paciencia con los modales embrutecedores de la clase alta.
El capitán Edward Smith se basa en el oficial de la Marina Mercante Británica que se desempeñó como el capitán real de la Titánico. La película muestra al Capitán Smith como un hombre débil y dócil, que se somete a los caprichos de J. Bruce Ismay, quien quiere que el barco llegue a Nueva York un día antes de lo previsto para llegar a los titulares. Smith acelera el barco e ignora casualmente las advertencias de iceberg, y está ausente cuando el barco choca contra el iceberg. Smith se da cuenta de que él y muchos otros morirán al enterarse de que el Carpatia tardará cuatro horas en llegar al Titánico, y acepta su propia muerte entrando en la timonera justo antes de que se inunde.
El personaje de Thomas Andrews es un empresario y constructor naval británico que se basa en el arquitecto naval del barco de la vida real. A diferencia de J. Bruce Ismay, que está obsesionado egoístamente con la escala y la comerciabilidad del barco, Andrews es un hombre más humilde y amable que se horroriza cuando el barco choca contra el iceberg. Andrews le dice a Rose que quería incluir más botes salvavidas en el barco, pero fue rechazado por la White Star Line. Como arquitecto principal del Titanic, Andrews tiene la tarea de convencer a Ismay, al Capitán Smith y a otros de que el barco se hundirá. La última vez que Rose lo ve, está mirando un reloj sobre la repisa de la chimenea en el comedor, contando los minutos hasta que el barco se hunde.
J. Bruce Ismay es un personaje basado en el presidente y director gerente de White Star Line. La película muestra a Ismay preocupado por comercializar el barco, instando al Capitán Smith a acelerar para que puedan llegar temprano a Nueva York para atraer a la prensa favorable. Ismay se encuentra entre los que creen que el barco es insumergible, y farfulla con incredulidad cuando Thomas Andrews le dice con gravedad que el barco se hundirá. Ismay se cuela en un bote salvavidas administrado por el primer oficial William Murdoch, y fue criticado por la prensa como un cobarde por ser el oficial de más alto rango de la White Star Line que sobrevivió al desastre.
William Murdoch es el primer oficial del barco, quien está al mando cuando el barco choca contra el iceberg. Murdoch debe informar al Capitán Smith de la colisión y parece sentirse culpable y responsable de no poder evitar el desastre. Más tarde, Murdoch tiene la tarea de cargar los botes salvavidas y permite que J. Bruce Ismay se cuele en un bote salvavidas sin ser desafiado. Sin embargo, Murdoch, disgustado, rechaza los sobornos de Cal y le devuelve el dinero en efectivo a la cara. Después de dispararle a un transeúnte inocente en un esfuerzo por mantener el orden al cargar los botes, Murdoch se siente abrumado por la culpa y la desesperación, y se suicida.