Впервые Джеймс Кэмерон задумался о возможной кинопостановке в 1987 году, когда на телеканале «National Geographic» посмотрел документальный фильм о «Титанике» . Но всерьёз заниматься подготовкой сценария для будущего фильма Джеймс Кэмерон начал тогда, когда его лучший друг Льюис Эбернети в день рождения режиссёра подарил ему свой труд о «Титанике» . К 1994 году Кэмерон написал 167-страничный сценарий, а в начале 1995 года предложил его кинокомпании 20th Century Fox, которая выделила на стартовые расходы 3 миллиона долларов. Ещё до начала съёмок на студии Digital Domain, принадлежащей Джеймсу Кэмерону, была создана компьютерная анимация процесса крушения корабля, которая впоследствии была использована в фильме.
Чтобы поближе познакомиться с главным объектом своего будущего фильма Кэмерон в сентябре 1995 года лично совершил 12 погружений к «Титанику» на батискафах «Мир-1» и «Мир-2», находившихся на борту российского научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш» , позднее также задействованного в фильме. Брат режиссёра Майкл, будучи инженером по профессии, разработал систему подводных камер для съёмок экстерьера и интерьера погибшего лайнера. Во время каждого погружения Кэмерон мог снимать только 15 минут из-за ограниченного количества плёнки, которую могла хранить камера.
Решив, что самой главной сценой, из-за которой зрители пойдут на фильм, будет крушение корабля, Джеймс Кэмерон пригласил для создания спецэффектов 17 студий. Ведущей среди них стала Digital Domain, где под руководством будущего лауреата премии «Оскар» Роберта Легато создавались визуальные эффекты к фильму.
Съёмки фильма начались 16 сентября 1996 года, причём начальный бюджет тогда составлял всего 110 миллионов долларов.
Для съёмок фильма была построена совершенно новая студия на побережье Розарито в Мексике, всего лишь в 40 километрах к югу от государственной границы с США. В водах огромного бассейна был сооружён макет корабля почти в натуральную величину. Финальная модель созданного корабля достигала 231 метра в длину, тогда как настоящий лайнер был на 34 метра длиннее. Но несмотря на грандиозный размах декораций, количество повторяющихся компонентов корабля (таких как окна) было уменьшено, а некоторые детали были смоделированы лишь на 90 %. Также в ходе съёмочного процесса вместо вертолётов было решено задействовать 50-метровый кран, помещённый на рельсы. Всё это было сделано в целях уменьшения накладных расходов.
