yapmakla ilgili değildi, geminin enkazına dalış yapmak istiyordum," demiştir.

Cameron "Titanic"te geçen bir film için bir "scriptment" yazdı, Peter Chernin de dahil olmak üzere 20th Century Fox yöneticileriyle bir toplantı yaptı ve projeyi ""Titanic"te Romeo ve Juliet" olarak tanıttı. Gergin bir duraklama oldu ve James Cameron bunun ardından geçen diyaloğu şöyle anlatmıştır: "Ayrıca, arkadaşlar, bu bir dönem eseri, 150,000,000 dolara mal olacak ve devam filmi olmayacak... Şöyle oldular: "Taaaaamaaaam - üç saatlik bir romantik epik mi? Tabii, bu tam da bizim istediğimiz şey. İçerisinde birazcık "Terminatör" var mı? Herhangi bir Harrier jeti, silahlı çatışma, araba kovalamacası?" Ben de, "hayır, hayır, öyle değil," dedim." Stüdyo ticari açıdan projeden emin olmasa da Cameron'la uzun vadeli bir ilişkiye sahip olmak umuduyla ona yeşil ışık yaktılar.
Cameron Fox'u filmi "Titanic" batığının çekimiyle oluşan reklam aracılığıyla tanıtmaya ikna etti ve iki yıllık bir süreçte bölgede çok sayıda dalış düzenledi. Cameron konuyla ilgili olarak "O konuda atacağım adım biraz daha detaylı olmak zorundaydı. Bu nedenle şöyle dedim: 'Bakın, tüm bu girişte "Titanic"te elması bulmak için geminin keşfi yapılıyor, bu nedenle geminin tüm bu görüntülerini dahil edeceğiz. Bakın, tüm bunları ayrıntılı maketler ve BÜG ile yaparız ve bize X dolara mal olur - veya X artı yüzde otuz harcarız ve gidip gerçek batığı çekeriz." Ekip Atlas Okyanusu'ndaki gerçek gemi enkazında 1995 yılında on bir kez çekim yaptı ve gemiyle yolcularından daha fazla zaman geçirdi. O derinlikte gemi üzerinde inç kare başına 6000 pound'luk bir su basıncı bulunuyordu ve "aracın gövdesindeki ufak bir delik içerideki herkes için anında ölüm anlamına geliyordu". Dalışların riskli olmasının yanı sıra olumsuz koşullar Cameron'ın istediği yüksek kaliteli görüntüleri almasının önüne geçti. Dalışlardan biri sırasında sualtı kameralarından biri "Titanic"in gövdesiyle çarpıştı ve hem denizaltıya hem de gemiye zarar vererek aletin pervanesinin etrafında bulunan kanalın (dönmeyen bir halka) parçalarının gövdenin etrafına saçılmasına yol açtı. Kaptan Smith'e ayrılmış yerin dış bölmesi çöktü ve bölmenin içerisi açıkta kaldı. Büyük Merdiven'in girişi etrafındaki bölgede de zarar meydana geldi.

Enkazın kendisinin yanına inmek Cameron ve ekibinde "o gerçeklik seviyesine ulaşma" isteği uyandırdı. Cameron'a göre "bunun yanında gerçek enkazdan gelen başka bir seviyedeki bir tepki de vardı, bu da olayın sadece bir hikaye değil, bir dram olduğuydu. Gerçekten ölen gerçek insanların başına gelmiş bir olaydı. Batığın etrafında o kadar uzun süre çalışınca derin bir üzüntü hissine kapılıyor, adaletsizliğini anlıyor ve mesajını alıyorsunuz." Cameron konuyla ilgili olarak "'Muhtemelen "Titanic"e giden pek fazla film yapımcısı olmayacak. Bir daha asla olmayabilir - belki bir belgesel yapımcısı olabilir' diye düşünüyorsunuz," ifadesinde bulunmuştur. Bu nedenle "duygusal mesajını iletmek - ve bunu doğru düzgün yapmak - için de büyük bir sorumluluk" hissetti.

Sualtındaki görüntüleri aldıktan sonra Cameron senaryoyu yazmaya başladı. Geminin batışı sırasında ölen insanları onurlandırmak istediğindan "Titanic"in mürettebatı ve yolcularını araştırmak için altı ay harcadı. Konuyla ilgili olarak "Okuyabildiğim her şeyi okudum. Geminin son günlerinin ve son gecesinin aşırı derecede detaylı bir zaman çizelgesini yarattım. Ve senaryoyu yazmak için de bu çerçevede çalıştım, bir takım tarihçiden yazdığımı incelemelerini ve yorumlamalarını istedim ve bu doğrultuda düzeltmeler yaptım," demiştir. Detaylar üzerine çok özen gösterdi ve daha sonra filmden çıkarılsa da "Californian"ın felaketteki rolüne ilişkin bir sahne bile çekti. Çekimin en başından itibaren gemide o gece ne yaşandığına ilişkin çok net bir fikirleri vardı. Cameron şöyle demiştir: "Yazıhanemin bir duvarını "Titanic"le ilgili şeylerle dolduran bir kütüphanem vardı; çünkü özellikle de geminin bulunduğu yere dalacaksaydık yapacağımızın çok doğru olmasını istiyordum. Bu da çıtayı yükseltti - bir bakıma filmi saygınlaştırdı. Bunun bir zaman makinesiyle o döneme gidip çekmiş gibi tarihteki bu anın kusursuz bir canlandırması olmasını istiyordum."

Cameron "Titanic"in batışının "gerçekten yaşanmış büyük bir roman gibi" olduğunu; ama olayın bir moralite oyunundan ibaret hale geldiğini ve filmin izleyiciye tarihi yaşama fırsatını vereceğini düşünüyordu. Hazine avcısı Brock Lovett trajedinin insancıl yönüne hiçbir zaman ilgi duymayanları temsil ederken Cameron'a göre Jack ve Rose'un gelişen aşkı hikâyenin en çekici kısmı olacak ve aşkları sonunda yok olduğunda izleyici bu kaybın yasını tutacaktı. Cameron konuyla ilgili olarak "Tüm filmlerim aşk hikayeleridir; ama "Titanik"te nihayet dengeyi doğru biçimde sağlayabildim. Bu bir felaket filmi değil. Bu detaylı gerçek tarihle kaplı bir aşk hikayesi," demiştir. Cameron daha sonra aradaki yılları hissedilir ve dokunaklı yapmak için aşkı yaşlı Rose ile çerçeveledi. Ona göre filmin sonu yaşlı Rose'un bilinçli bir rüyada mı olduğu, yoksa uykusunda öldüğü mü sorusunu cevapsız bırakıyor.

RMS "Titanic"i inşa eden Harland and Wolff özel arşivlerini ekibe açtı ve kayıp olduğu düşünülen planları paylaştı. Geminin içi için üretim tasarımcısı Peter Lamont ve ekibi o dönemden kalma eşyalar aradı. Ancak geminin yeni olması bütün sahne malzemelerinin sıfırdan hazırlanması gerektiği anlamına geliyordu. Fox Meksika'daki Rosarito Beach'te deniz kıyısında 40 akrelik bir arazi satın aldı ve 31 Mayıs 1996 tarihinde yeni bir stüdyo inşa etmeye başladı. Geminin dışı için 17 milyon galonluk bir ufuk tankı inşa edildi ve bu 270 derecelik bir okyanus görüntüsü sağladı. Gemi tam ölçekli olarak inşa edildi; ama Lamont geminin tanka sığması için üstyapıdaki gereksiz bölümlerle ön havuz güvertesini kaldırdı, bu bölümler dijital modellerle dolduruldu. Filikalar ve bacalar yüzde on oranında küçültüldü. Filika güvertesi ve A güvertesi çalışan setler olsa da geminin geri kalanı çelik kaplamadan ibaretti. Ayrıca batış sahnelerinde geminin eğilmesi için elli fit yüksekliğinde bir kaldırma platformu kuruldu. Maketin üzerinde hem inşaat, hem ışıklandırma, hem de görüntüleme amacıyla kullanılan 180 metrelik bir demiryolu üzerine kurulmuş 49 metre yüksekliğinde bir kule vinç bulunmaktaydı.

"Titanic"in içerisini temsil eden setler gemiyi inşa edenlerin planları ve o dönemde kalan fotoğraflar kullanılarak orijinalleriyle tamamen aynı biçimde inşa edildi. Senaryo açısından önem taşıyan geminin birinci sınıf merdiveni gerçek tahtadan inşa edildi ve batış sahnesinde gerçekten de tahrip edildi. Odalar, halılar, tasarım ve renkler, mobilyalar, dekorlar, sandalyeler, duvar kaplamaları, çatal-bıçak ve üzerinde White Star Line arması taşıyan tabak takımları, tavanlar ve kostümler orijinallarine sadık kalınarak hazırlanmış tasarımlar arasındaydı. Cameron buna ek olarak filmdeki tarihsel detayları onaylamak üzere iki "Titanic" tarihçisi olan Don Lynch ve Ken Marschall'ı tuttu.

1996 yılında geçen keşif gezisi sahneleri 1996 yılının temmuz ayında "Akademik Mstislav Keldış" gemisinde çekildi. "Titanik" için asıl çekimler Eylül 1996'da yeni inşa edilmiş olan Fox Baja Stüdyoları'nda başladı. Kıç güvertesi geminin batışı sırasında kıçı yükselirken birkaç saniyede sıfırdan doksan derecelik bir eğime çıkabilecek bir dayanak üzerine inşa edildi. Dublörlerin güvenliği için sahne malzemelerinin çoğu süngerden yapıldı. 15 Kasım günü itibarıyla gemiye biniş sahneleri çekiliyordu. Hava durumu verileri kuzeyden güneye esen rüzgarın bacalardan çıkan dumanı kıç tarafına doğru üflediği için Cameron RMS "Titanic"in maketini sancak tarafına inşa etmeyi uygun görmüştü. Gemi Southampton'dan ayrılırken iskele tarafı rıhtıma dönük olduğu için bu da o sahnenin çekimlerinde soruna yol açtı. Sahne malzemeleri ve kostümler üzerine yazılan her şey tersine çevrildi ve senaryoya göre sağa doğru yürümesi gereken kişiler çekimler sırasında sola doğru yürümek zorunda kaldı. Yapım sonrasında film doğru yöne çevrildi.

Oyuncuları 1912'deki üst sınıf soylularının davranış biçimleri üzerine eğitmek üzere tam mesai çalışan bir görgü kuralları uzmanı tutuldu. Buna rağmen bazı eleştirmenler özellikle ana karakterlerde hatalar tespit etti.
Cameron, senaryoda Jack'in çizdiği Rose'un çıplak resmini Rose'un maruz kaldığı baskının zemin hazırladığını düşündüğü bir sahne için çizdi. Konuyla ilgili olarak görüşlerini "Onun için bunun ne anlama geldiğini, hissetmekte olduğu özgürlüğü biliyorsunuz. Bu nedenle keyiflendirici," şeklinde ifade etmiştir. Çıplak resim sahnesi DiCaprio ve Winslet'in birlikte çektiği ilk sahneydi. Cameron, "bu herhangi bir biçimde planlanmış olmasa da daha iyi planamazdı. İkisinde de bir tedirginlik, bir enerji ve bir tereddüt var," demiştir. "Birlikte prova yapmışlardı; ama henüz birlikte hiçbir şey çekmemişlerdi. Eğer o dönemde bir seçme şansım olsaydı muhtemelen sahneyi çekimlerin ilerleyen zamanlarında çekerdim." Büyük set henüz hazır olmadığı için Cameron'a göre kendisiyle ekibi "çekecek bir şeyler bulmayla meşguldü". "Aylarca hazırlanması tamamlanamadı, bu nedenle biz de çekebileceğimiz her şeyi halletmeye çalışıyorduk." Filmde sahneyi görünce Cameron bunun sonunucunun oldukça iyi olduğuna karar verdi.

Buna rağmen bazı diğer zamanlarda set bu kadar sorunsuz değildi. Çekimler Cameron'un "başkası tarafından elinden alınması zor 'Hollywood'daki en korkutucu adam' unvanını sağlamlaştıran" zorlu bir süreçti. Cameron "inatçı, baskıcı bir mükemmeliyetçi" ve "162 fitlik bir vincin üzerinden insanların yüzlerine çullanan, bir megafon ve telsiz taşıyan, 300 desibellik çığlıklar atan modern bir Kaptan Bligh" olarak anılmaya başladı. Winslet çekimler sırasında dirseğindeki bir kemiği çatlattı ve geminin batırıldığı 17 milyon galonluk su tankında boğulmaktan korktu. Konuyla ilgili olarak "Ondan gerçekten korktuğum zamanlar oldu. Jim inanamayacağınız bir öfkeye sahip," demiştir. "Ekibin zavallı bir çalışanına 'Allah kahretsin! Bu tam da istemediğim şey!' diye bağırırdı." Filmde rol alan b