1996年7月，《泰坦尼克號》主要的拍攝制作從加拿大新斯科細亞省達特茅斯展開，那裏是研究船凱爾迪什號的現代探險場景。1996年9月，拍攝制作轉移到墨西哥羅薩裏多海灘市新建的福斯巴哈工作室，即泰坦尼克號原比例復制船的所在地。在壹具液壓升降機上也建造了艉艛甲板原比例復制品，可以在幾秒鐘內從0°擡升到90°，模擬泰坦尼克號在真實下沈過程中擡高的船尾。
為了特技演員的安全，許多道具都是用泡沫橡膠制成的。1996年11月15日，開始拍攝南安普敦港的乘客登船場景。前期制作期間，由於所需經費高昂，卡梅隆選擇只建造泰坦尼克號復制船的完整右舷部分，而且研究當年的氣象數據後得知，首航當天吹的是北風，將煙囪煙霧吹向船尾。
這在拍攝制作期造成了重大錯誤，因為泰坦尼克號首航時實際上是左舷靠岸，而要建造完整的左舷過於昂貴，所以卡梅隆將劇本上指示的服裝和道具全部左右反轉。例如，如果有個角色在劇本中是向右走，他們必須在拍攝時向左走，這省下了數百萬美元經費。在後期制作中，電影才以鏡像處理、左右翻轉到正確的方向
卡梅隆向他的攝制團隊提議——拍攝14米長的泰坦尼克號模型，就好像“我們正在為白星航運拍廣告”。之後，以計算機動畫模擬了海水和煙霧，以及利用動態捕捉技術，轉換成甲板上的人物；視覺特效監制羅伯特·勒加托負責模擬動畫人物的真實感，他掃描了許多動作演員的臉孔和肢體表演，包括自己和他的小孩在內。還有壹艘長20米的船尾模型可以反復斷開，
這是唯壹可以在水中使用的泰坦尼克號模型。對於泰坦尼克號發動機室的重建畫面，則是在自由輪歐布萊恩號的發動機室內拍攝，然後再使用模型、綠幕、計算機遙控的運動攝影機以及各種復雜技術完成。為了節省成本，頭等休息室的畫面是用模型拍攝，再與綠幕前的演員合成。頭等休息室模型隨後將被粉碎，用來模擬沈船時的破壞力，並且在攝影機移動時灌註強烈的水流。
壹座封閉的巨大水箱（水量約18,927,050升）用來拍攝泰坦尼克號沈沒的模擬場面，以機械裝置將復制品傾斜到水中。為了將主樓梯弄沈，當它浸入水箱時傾註了340,000升的水量。出乎意料的是，強勁水流將主樓梯復制品從鋼筋基座上扯裂，幾乎壓到特技演員，所幸無人受傷。
長達227米的泰坦尼克號復制船也有壹半浸入水箱，但是因為非常重，所以需要額外的液壓輔助裝置。為了將泰坦尼克號復制船傾入水中，卡梅隆清空了大部分內部空間，甚至還自行砸碎壹些散步長廊的窗戶。淹沒頭等餐廳復制品後，整個團隊花了三天時間拍攝寶藏獵人的遙控潛水器，從現在的殘骸穿越到過去。泰坦尼克號完全沈沒後的冰冷大西洋場面，則是在壹座1,324,893升水量的水箱中拍攝；大量凍死的屍體是在演員臉部塗上特殊粉末，這些粉末遇水後便會結晶；再於衣服及頭發上塗蠟，營造出凍死的視覺效果。
擴展資料：
劇情簡介——
1996年，寶藏獵人布洛克·洛維特和他的團隊乘坐俄羅斯研究船凱爾迪什號搜尋泰坦尼克號殘骸，尋找壹條下落不明的著名鉆石項鏈“海洋之心”（Heart of the Ocean），據說這條鉆石項鏈當年隨泰坦尼克號沈沒於大西洋。他們在卡爾·霍克利當年所住的頭等艙套房內尋獲壹個保險箱，但是只找到壹幅戴著“海洋之心”的女子素描，作畫日期為1912年4月14日；
即泰坦尼克號撞上冰山的當晚。素描中的女子露絲·道森·卡佛特已經101歲，她看見電視新聞正在報導此事，立即意識到畫中人正是自己，便吩咐孫女麗絲·卡佛特聯絡布洛克，並向他表示露絲就是泰坦尼克號的其中壹位生還者。布洛克得知消息後立刻邀請露絲登上凱爾迪什號，因為她可能是唯壹知道“海洋之心”下落的人。