在影片拍攝中，最具挑戰的便是重現沈船的場景。卡梅隆本著壹個宗旨，那就是這些場景要如同時光倒流壹樣，讓人感到身臨其境。在壹個半月的時間裏，卡梅隆指導了壹系列視覺預覽研究，主創人員制作了輪船的研究模型，並用攝影機圍繞取景，從而獲知了泰坦尼克號的結構布局和最美妙、最壯觀的取景角度。隨著研究的進展，建造布景也成為當務之急。
在嚴格的工程技術和安全措施的保障下，影片大部分在室內和室外的水槽中拍攝完成。其中壹等艙餐廳和三層大樓梯都按實物尺寸建造，並搭建在2號攝影棚30英尺深的室內水槽的液壓平臺上，這個液壓平臺可以改變角度，劇組從幾碼遠的海邊引入500萬加侖海水，經過過濾的海水將逐漸淹沒液壓平臺上的景觀。
劇組在墨西哥城、紐約和洛杉磯制作布景和各種家具、飾品，按照真實數量復制了甲板椅、桌燈、瓷器、皮箱、救生衣和航海零件等等，總計有數千件。建造775英尺長的拍攝外景雖然方式不同，卻與真實的泰坦尼克號壹樣復雜，而且只能用十分之壹的時間來完成。”
另外，由於泰坦尼克號是在處女航時沈沒，而當時的內部裝修沒能全部完成，並且鮮有照片資料。通過充分的研究和顧問的幫助，拉蒙率領制作團隊根據僅存的幾張泰坦尼克號內景照片及其姊妹船奧林匹克號的照片精確重現了頭等艙餐廳、會客室、頭等艙吸煙室、步道區、下午茶廳、健身房和多個特等艙。