4月14日晚11点40分，泰坦尼克号在北大西洋撞上冰山（大约在41°43'55.66"N 49°56'45.02"W附近），两小时四十分钟后，4月15日凌晨2点20分沉没，由于只有20艘救生艇，1523人葬身海底，造成了当时在和平时期最严重的一次航海事故。电影《泰坦尼克号》就是根据这一真实海难而改编。1912年4月14日，星期天晚上，一个风平浪静的夜晚，甚至一点风都没有。如果有的话，船员会发现波浪拍打在冰山上的点点磷光。泰坦尼克号以22.3节的速度在这片漆黑冰冷的洋面上兼程航行。接到附近很多船只发来的冰情通报，史密斯船长命令了望员仔细观察。这一年因为是暖冬，冰山比往年向南漂得更远。但是，泰坦尼克号的船员忘记带上望远镜，了望员不得不用肉眼观测。23点40分，了望员弗雷德里克·弗利特（后来生还）发现远处有“两张桌子大小”的一块黑影，以很快的速度变大。他敲了3下驾驶台的警钟，抓起电话：“正前方有冰山！”。接电话的六副穆迪通知了旁边的大副默多克。默多克下令减速，左满舵，停船倒车。事后证明这是一个最愚蠢的决定。当时最好的选择是减速的同时用坚固的船头去撞冰山。1912年4月那个寒冷的夜晚，泰坦尼克号和冰山发生死亡之吻。
而在13小时之前，电报员菲利普在接收来自加拿大的较微弱的无线电讯号，附近的加州人号的电报员伊利斯向泰坦尼克号发送电报。加州人号的电报声音过大，就要把菲利普的耳鼓膜震聋了，于是他把这封电报截断了，尽管这有关冰山情况。同时，伊利斯输入的格式错误，忘了加上MEG，而且他在发送一遍以后，就去睡觉了。
冰山撞击了船体，导致船底的铆钉承受不了撞击因而毁坏，当初制造时也有考虑铆钉的材质使用较脆弱，而在铆钉制造过程中加入了矿渣，但矿渣分布过密，因而使铆钉变得脆弱无法承受撞击（当时铆钉撞击时承受压力为约为1万44磅），铆钉断裂后，海水涌进水密舱，但当时泰坦尼克号水密舱最大承受极限为4个，而进水部分为5个超过承受极限。
这次碰撞的结果，后来为人们所熟知。但当时船上的乘客和船员们却反应不一。头等舱和二等舱一些睡得不熟的乘客被一阵轻微的金属刮擦声惊醒了。船身轻微震动了一下。有人以为遇上了大浪，有人以为是触礁了，还有人以为是螺旋桨发生了故障。但是下面船舱的乘客感觉到的震动剧烈得多。有的乘客看到了舷窗外擦身而过的乳白色冰山。有些擦掉的冰块掉到了船舱里。底层统舱的移民乘客更是心惊肉跳地发现，冰冷刺骨的海水正从不知道的什么地方漫过门缝。船很快停了下来。一些乘客披上外套来到甲板上。北大西洋上空繁星闪烁，气温则低达零下一度。漆黑的天穹下，泰坦尼克号的窗户里发出温暖的淡黄色灯光。四根高大的黄黑两色烟囱中冒着白色的蒸汽烟雾。突然，有三根突然发出了震耳欲聋的轰鸣声和嘶叫声。懂得蒸汽机的乘客知道，这是船上的锅炉安全阀门在释放掉多余的过热高压蒸汽。得到通知的史密斯船长和哈兰•沃尔夫公司的首席造船工程师托马斯·安德鲁一道检查受损情况。前面的五个隔舱都涌进了海水。海水似乎正在有条不紊地漫过H甲板。在邮件舱昏暗的灯光照耀下，成包的邮件漂浮在海水上。检查过所有水密舱之后，安德鲁平静地对史密斯船长说：“这艘船没救了”。史密斯船长问还能剩下多少时间，得到的答复是一个小时，最多两小时。之后发生的事情，大家已经都很清楚了。15日凌晨0点5分，史密斯船长下令准备放救生艇。0点15分，泰坦尼克号发出了“CQD MGY”的呼救信号。CQD是当时通用的遇险信号,MGY是泰坦尼克号的无线电呼叫代号。不久又发出了新近被国际海事协会确定的SOS求救信号。很多大西洋上的船只都收到了求救电报。加拿大太平洋公司的圣殿山号、卡纳德公司的卡佩西亚号、俄国货船缅甸号，还有法兰克福号、弗吉尼亚号、奥林匹克号......都在加速向出事地点赶来。例外的是，就在18海里外的不定期客船加州人号的收发报员则已经关掉电报机睡觉去了。这艘船已经被浮冰困了将近一天，船上一晚上都没什么大事，好像也不会发生什么大事。
0点45分，第一艘救生艇被放下。船上发射了第一枚遇险火箭。一片闪亮的白色火星缓缓落下。0点55分，泰坦尼克号的船头已经没入水中。救生艇边的工作则是乱七八糟，尽管妇女和儿童（头等舱和二等舱的妇女儿童）先登上救生艇的美德得到了遵守，但很多救生艇在半空的状态下就被放了下去。不过这也不能怪船员，当时的航海界都认为如果救生艇满载人员放下去的话，会造成损坏甚至倾覆。泰坦尼克号的救生艇设计得很结实，但是船员们不知道这一点。结果可以搭载1178人的救生艇，只上去了651人（还有一些人是跳海之后被救上救生艇）。在船的左舷，救生船只载妇女和儿童。在右舷，则是妇女优先逃生之后允许男性登艇。所以，在右舷获救的人数比在左舷获救的多。到1点40分，最后一艘折叠救生艇被放下海面。船上的乐队陪伴着乘客，用音乐安抚着这些注定要在几十分钟后死去的人们，一直演奏到最后一刻。面对生死抉择，有些人选择象绅士一样地死去，富翁古根海姆穿上夜礼服，“即使死去，也要死得象个绅士”。来自丹佛市的伊文斯夫人把救生艇座位让给一个孩子的母亲，而白星公司主席伊斯梅则抛下他的乘客、他的船员、他的船，在最后一刻跳进救生艇。人性的善与恶，在这里被揭露无遗。随着涌入船身前部的海水越来越多，船尾逐渐离开水面，高高地翘起。凌晨1点35分，海水浸入了锅炉室。2点10分，一直坚守岗位的菲利普斯发出最后一封呼救电报。2点13分，船上29台大型锅炉纷纷离开底座，互相冲撞着砸破一道一道的水密墙，在船头部位砸开大洞落入海水中。2点17分，海水涌入中央电力控制室，引发短路，全船灯光熄灭。2点18分，伴随一阵巨大的断裂声，泰坦尼克号船身从三、四号烟囱中间的地方断为两截。2点20分，船头部分沉入海中，后半截砸回海面，在一分钟之内就紧跟着泰坦尼克号前半部分一道沉入了水中。1523名乘客和船员随它而去。
许多乘客虽然逃离了船身，但因为未能搭上救生船，而在沉船时一起被吸进海内，或者是泡在冰冷的海水中失温而死。不少乘客的尸体未能寻回，他们很有可能被困在船舱内活活淹死。
落入水中的人们很快就失去了知觉。等待他们的是迅速的体温丧失，神经麻痹和死亡。救生艇中的人们也被冻得半死。一些人完全是凭借坚强的意志，半身泡在冰冷刺骨的海水中，紧紧扒住翻覆的2号救生艇。一直到3点30分，卡纳德公司的客船卡帕西亚号最先赶到了出事现场。4点钟，卡帕西亚号的船员在北大西洋黎明的微光下发现了第一艘救生艇。救援工作一直持续到早上8点30分，第12号救生艇被系上救援缆绳。泰坦尼克号上2208名船员和旅客中，只有705人生还。卡帕西亚号的船长和牧师在大餐厅主持了一次悼念仪式。8点50分，掉头返回纽约。
4月18日，卡帕西亚号抵达纽约港。经过自由女神像时，上万人在曼哈顿岛的巴特雷海岸观看。在54号码头，大约3万人伫立在雨水中默默地迎接泰坦尼克号上的幸存者。泰坦尼克号沉没的消息震惊了整个西方世界。当时人们的震惊程度，不亚于本世纪美国的9.11事件。大西洋两岸许多地方降了半旗。英国国王乔治五世和美国总统塔夫脱互致唁电。德皇威廉二世也拍发了吊唁电报。
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