1912年4月10日,号称 “世界工业史上的奇迹”的豪华客轮泰坦尼克号开始了自己的处女航,从英国的南安普顿出发驶往美国纽约。富家少女罗丝(凯特•温丝莱特)与母亲及未婚夫卡尔坐上了头等舱;另一边,放荡不羁的少年画家杰克(莱昂纳多·迪卡普里奥)也在码头的一场赌博中赢得了下等舱的船票。 罗丝厌倦了上流社会虚伪的生活,不愿嫁给卡尔,打算投海自尽,被杰克救起。很快,美丽活泼的罗丝与英俊开朗的杰克相爱,杰克带罗丝参加下等舱的舞会、为她画像,二人的感情逐渐升温。 1912年4月14日,星期天晚上,一个风平浪静的夜晚。泰坦尼克号撞上了冰山,“永不沉没的”泰坦尼克号面临沉船的命运,罗丝和杰克刚萌芽的爱情也将经历生死的考验。
特工斯特拉顿(多米尼克·库珀 Dominic Cooper 饰)的同事马蒂(泰勒·霍奇林 Tyler Hoechlin 饰)在一次任务中不幸丧生。斯特拉顿就此得知一名叛逃了的前苏联特工巴罗夫斯基(托马斯·克莱舒曼 Thomas Kretschmann 饰)拥有一批极为危险的生化武器,如今,他企图用这批生化武器来事实他的复仇大计。 为了阻止巴罗夫斯基的阴谋,斯特拉顿来到了罗马。汉克(奥斯汀·斯托维尔 Austin Stowell 饰)是马蒂最好的朋友,亦是行动小队中的一员,仇恨冲昏了他的头脑,他的失误导致整个行动计划失败了,巴罗夫斯基从他们的眼皮子底下逃之夭夭。一行人只得再度回到伦敦,重新计划,留给他们的时间不多了。
本片以第二次世界大战为背景。在南太平洋的新西兰驻扎着许多美国军人。漂亮的女护士凯莉与美国海军陆战队的上校麦克尔•斯塔伍德相识,并一起追踪一个神秘的纹身女孩,同时调查一起美国军士兵被杀的案子。