Camerons inspirasjon for filmen kom fra hans fascinasjon for skipsvrak. Han mente at en kjærlighetsfortelling med tap av menneskeliv ville være avgjørende for å skape et inntrykk av tragedien. Produksjonen av filmen begynte i 1995 da Cameron tok opptak av «Titanic»s vrak. Scenene som foregår om bord i et forskningsfartøy i 1996 ble spilt inn på skipet «Akademik Mstislav Keldysh», som Cameron brukte som base da han filmet vraket. For å visualisere forliset i 1912 ble det bygd skalamodeller og en større rekonstruksjon i Rosarito i Baja California. Noe dataanimasjon ble også lagt på i etterarbeidet. Filmen ble finansiert av Paramount Pictures og 20th Century Fox og var lenge verdens dyreste film med et budsjett på 200 millioner dollar.