卡梅隆在一开始就表明,除非他能真实呈现泰坦尼克号的残骸,否则电影不会开拍,制片人向俄罗斯租借了一台叫做凯尔迪什的大船,里面有两艘可以载人的潜水艇,米尔一号和米尔二号,而这种潜水艇全世界只有五台,它能够到达非常深的海底。卡梅隆的哥哥迈克·卡梅隆负责处理许多技术上的障碍,以便卡梅隆拍出他想要的东西。
在进行12次的潜水任务之前,有些技术和后勤方面的问题有待解决,虽然过去有人拍过这些残骸,但在极端的水底环境下拍摄,画面的质量是有限的。于是他们是将摄影机摆在潜水艇内,透过船只的9英寸厚的舷窗进行拍摄。卡梅隆团队第一项挑战就是解决这个摄影机的问题,需要运用先进的技术使摄影机能够在超低温和压力超过每平方英寸 6000磅的险峻环境下在潜艇外移动拍摄。卡梅隆的用意不是拍摄一部纪录片,而是拍摄一部长片电影,成为一名乘客了解泰坦尼克号的存在意义,才成使他更好的把握拍摄主题,“我们非常有幸拍到一些不凡的影像,我们派出了我们的远程机器进入残骸内部,我们真真确确地看到的了自1912年以来没人看过的景象,我们将这些电影素材融入到电影里,这些图像很好的提升了电影的情感层面,产生了深远的影响。”
1996年7月,剧组转场到美国加州的凯尔埃斯孔迪多进行拍摄,也就是在那里,卡梅隆拍摄了仿造的宏伟精致的泰坦尼克号,包括船的窗棂、大门柱、电线上悬挂的灯具,还有头等舱接待室的上写着 “拉”的黄铜门牌,“这部电影里呈现的泰坦尼克号的内部和外观,是非常遵循史实的,这是一次我们能穿越时空回到过去乘坐该船的机会。”