然而真正令萊昂納多盛名響譽全球的還是1997年他在《泰坦尼克號》中飾演杰克以后，此片獲11項奧斯卡大獎，打破了美國和世界各地的票房記錄。年輕英俊、充滿朝氣的萊昂納多也因在此片中的完美表演而成了“世紀末的票房炸彈”，像旋風般席卷了全球。其實在拍攝此片時，導演詹姆斯·卡梅隆對萊昂納多并不是十分滿意。他曾對萊昂納多發出了最后通牒：“我知道你以往的角色大都是過度憂郁，有點神經質，但是在這部片中絕對不行。”

萊昂納多最終聽取了卡梅隆的勸告，出色地塑造了他的第一個“正常人”的角色。確實，對一個演員來說，沒有比演一個清新、純樸、簡單的人物更難演了。在本片中，萊昂納多的演出相當投入認真，充滿了好奇與熱情。一張稚嫩的臉龐下，隱約可見令人著迷的性情。跟萊昂納多·迪卡普里奧合作過的女演員也對他評價很高，她們認為他獨具魅力，光芒四射，而又為人善良。萊昂納多憑借在《泰坦尼克號》中的精彩表演獲金球獎最佳男主角提名。