Winslet spilte mot Leonardo DiCaprio og Billy Zane i katastrofefilmen i 1997. Hun hadde den kvinnelige hovedrollen som overklassepiken Rose DeWitt Bukater, som reiser på RMS «Titanic» med moren sin Ruth og sin nye forlovede Cal (Zane). Hun er imidlertid ulykkelig, og bestemmer seg for å begå selvmord mens hun er ombord. Da møter hun fattiggutten Jack Dawson (DiCaprio) som gir henne et nytt syn på livet. Det oppstår imidlertid komplikasjoner når Rose og Jack får følelser for hverandre, og når Cal finner ut om dette. Da skipet går på et isfjell og synker, må Rose velge mellom rikmannslivet med Cal, og fattiglivet med Jack. Dramafilmen ble regissert av James Cameron, som har kalt Winslets figur «en Audrey Hepburn-type». Winslet måtte gå ned i vekt for å spille rollen som Rose.