Lúc 23:39 khi đang chạy phía nam Grand Banks tại Newfoundland, nhân viên gác Frederick Fleet và Reginald Lee nhận thấy một khối đen sì ở phìa trước. Đó chính là núi băng trôi và con tàu đang hướng về phía nó. Họ nhanh chóng rung chuông ba lần và gọi điện thoại lên phòng thuyền trưởng. Sĩ quan hạng sáu James Moody trả lời. "Anh có ở đó không?!" Fleet hét lên. "Có, anh thấy gì đấy?" Moody trả lời. "Núi băng, ngay phía trước!" Fleet hét. "Cảm ơn" Moody bình thản và lịch sự trả lời trước khi thông báo cho Sĩ quan hạng nhất William Murdoch về tin này. Murdoch (khi ấy cũng đã nhìn thấy núi băng) ra lệnh "Hết lái sang phải" (lệnh quay bánh lái tàu hết cỡ về bên phải) trong nỗ lực quay hướng con tàu sang trái, và lùi hết cỡ về phía sau, làm đảo ngược chiều quay của chân vịt phía ngoài (tuốc bin của chân vịt trung tâm không thể quay ngược được). Sau khi tàu chìm, những thử nghiệm đổi hướng cho thấy việc đảo ngược chiều động cơ thậm chí còn làm tàu xoay trở khó khăn hơn.

Lúc 23:40, những người trên tàu chuẩn bị đón nhận vụ va chạm vì tàu đang càng lúc càng gần tảng băng trôi hơn bao giờ hết, tàu Titanic đã lách được một chút. Nhưng đã quá muộn rồi, con tàu va chạm một cú chí tử, chính xác 27 giây sau khi kíp trực thông báo về núi băng. Mạn phải tàu đâm vào núi băng, cong oằn nhiều chỗ và khiến các đinh tán phía dưới mực nước biển bắn tung ra, khiến sáu khoang bắt đầu bị tràn nước[3]. Mọi người thường cho rằng trong, hay ngay trước, vụ va chạm Murdoch có thể đã muốn đưa ra lệnh "Hết lái sang trái" (đánh tay lái sang trái để tàu đi sang phải) có lẽ trong một nỗ lực nhằm giữ phần đuôi tàu khỏi đâm vào núi băng (điều này có thể giải thích lời bình luận của Murdoch với thuyền trưởng "Tôi đã định lái sang trái để đi vòng quanh nó"), nhưng đã quyết định trái ngược, bởi vì ông không hề ra lệnh này. Sĩ quan lái tàu Robert Hichens, người đang giữ bánh lái, và Sĩ quan hạng tư Joseph Boxhall, đang ở gần đó trong phòng thuyền trưởng, cùng cho rằng lệnh cuối cùng Murdoch nói với Hichens là "Hết lái sang phải!"[4][5]. Dù những chiếc bơm trong sáu khoang đó đủ sức bơm nước ra tương đương với lượng nước tràn vào, năm chiếc đã bị thủng nhiều lỗ nhỏ tổng cộng khoảng 12 food vuông (1,1 m²). Các cửa kín nước được đóng lại khi nước bắt đầu tràn vào năm khoang - nhiều hơn một khoang so với mức Titanic có thể nổi. Thuyền trưởng Smith, được thông báo về cú va chạm, ra lệnh "dừng toàn bộ" ngay khi lên tới khoang thuyền trưởng. Sau khi các sĩ quan cao cấp trên tàu là J. Hutchinson và Thomas Andrews xem xét tình hình chung và tại khoang thư khi ấy đã ngập nước một nửa, nguy cơ rõ ràng Titanic sẽ chìm và sẽ không đủ thuyền cứu sinh để cứu toàn bộ hành khách. Lúc 00:05 sáng, 25 phút sau vụ va chạm, Thuyền trưởng Smith ra lệnh chuẩn bị tất cả thuyền cứu sinh; Năm phút sau, lúc 00:10 sáng, ông ra lệnh đưa thuyền ra; Sau đó, lúc 00:25 sáng, ông ra lệnh đưa phụ nữ và trẻ em lên thuyền và hạ xuống biển. Lúc 00:50, Sĩ quan hạng tư Joseph Boxhall bắn quả pháo hiệu đầu tiên nhưng không có câu trả lời.

Điện báo viên của tàu Titanic vẫn tiếp tục gọi cứu viện. Mặc dù các tàu khác ở khá gần nhưng các điện báo viên trên một số con tàu khác lại đang ngủ. Tàu Olympic, cùng hãng White Star Line và là chị em với tàu Titanic, đã nghe thấy tín hiệu kêu cứu nhưng nó lại ở quá xa nên không thể đến giúp được.