कैमरून ने आरएमएस "टाइटैनिक" जहाज के डूबने की प्रसिद्द घटना के प्रति अपनी दिलचस्पी दिखाई. उन्होंने इस घटना पर आधारित स्क्रिप्ट को अपनी अगली फिल्म के तौर पर बनाने का फैसला किया। यह फिल्म अलग अलग सामाजिक वर्गों से आने वाले दो युवा प्रेमियों की काल्पनिक प्रेमकथा के इर्द-गिर्द घूमती है जो इस जहाज की पहली यात्रा के दौरान मिले थे। प्रोडक्शन शुरू करने से पहले उन्होंने एटलांटिक के तल तक ग़ोताख़ोरी करके पानी के अंदर पड़े हुए जहाज की वास्तविक शूटिंग की और और अपनी फिल्म में उसे स्थान दिया।

"टाइटैनिक" फिल्म के लिए कैमरून ने लियोनार्डो डिकैप्रियो, केट विंस्लेट तथा बिली ज़ेन को चुना। इस फिल्म के लिए कैमरून का बजट $200 मिलियन तक पहुँच गया और यह उस समय तक की सबसे महँगी फिल्म बन गयी। इसकी रिलीज से पहले, अपने अत्यधिक खर्च तथा लंबे समय तक खिंचने वाले प्रोडक्शन के कारण इस फिल्म का काफी मजाक बनाया गया।

19 दिसम्बर 1997 को थियेटरों में रिलीज की गयी "टाइटैनिक" ने अपने पहले ही सप्ताहांत (वीकेंड) में $28 मिलियन की कमाई की। अगले कुछ हफ़्तों में इसकी कमाई तेजी से बढ़ने लगी। इस फिल्म द्वारा पहले सप्ताहांत में कमाए गए $28.6 मिलियन, दूसरे सप्ताहांत में कमाए गए $35.4 मिलियन से कम था, जो कि 23.8% की बढ़ोत्तरी को दर्शाता है। एक व्यापक रूप से रिलीज की गयी फिल्म के लिए यह अनसुनी सी बात है और फिल्म की बेहतरीन क्वालिटी को दर्शाता है।

यह विशेष रूप से उल्लेखनीय था क्योंकि फिल्म की अवधि के तीन घंटे से अधिक होने के कारण सिनेमाघरों में इसके शोज की संख्या भी काफी सीमित रह जाती थी। कई महीनों तक यह बॉक्स-ऑफिस चार्ट्स में नंबर एक की पायदान पर बनी रही और अंततः अमेरिका तथा कनाडा में कुल $600 मिलियन तथा पूरे विश्व में $1.8 बिलियन डॉलर से अधिक की कमाई की। "टाइटैनिक" अब तक की सबसे अधिक कमाई करने वाली फिल्म बन गयी (मुद्रास्फीति को शामिल करने के बाद यह फिल्म अब तक की सर्वाधिक कमाई करने वाली फिल्मों में छठे स्थान पर रही),

कैमरून की 2009 की फिल्म "अवतार" के आने तक. जहाज के डूबने और नष्ट होने के सीजी विजुअल्स (दृश्यों) को अत्यंत शानदार माना गया। फिल्म के निर्माण के दौरान आलोचना के बावजूद, 1998 एकेडेमी अवार्ड्स में इसे 14 ऑस्कर नॉमिनेशन प्राप्त हुए (जो "ऑल अबाउट ईव" के साथ एक संयुक्त रिकॉर्ड है). बेस्ट पिक्चर, एडिटिंग, साउंड, स्पेशल इफेक्ट्स, म्यूजिक एंड स्कोर, तथा कैमरून के लिए बेस्ट निर्देशक अवार्ड सहित इसने 11 ऑस्कर जीते (यह भी बेन-हर (1959 की फ़िल्म) तथा बाद में , के साथ एक संयुक्त रिकॉर्ड है). पुरस्कार प्राप्त करने पर कैमरून ने उत्तेजित होकर कहा, "मैं दुनिया का राजा हूँ!". यह फिल्म के एक प्रमुख चरित्र का चर्चित डायलॉग था। मार्च 2010 में कैमरून ने खुलासा किया कि अप्रैल 2012 में वास्तविक जहाज के डूबने की 100वीं वर्षगांठ के मौके पर, "टाइटेनिक" को 3-डी स्वरूप में फिर से रिलीज किया गया।

"अवतार" (2009)
"टाइटैनिक" (1997)
"द टर्मिनेटर" (1984)
प्रमुख फिल्में