Pada Carta Single Perancis, "Titanium" bermula di nombor sembilan pada 13 Ogos 2011. Selepas berminggu-minggu naik turun di carta, lagu itu mencapai kemuncak pada kedudukan ketiga pada 7 Januari 2012, memberikan Guetta hit 10 teratas ke-13 di Perancis. Di Australia, lagu itu memulakan kerjaya di tempat ke-31 di Carta Single ARIA pada 15 Ogos 2011, dan memuncak di kedudukan kelima pada 5 September 2011. Ia telah diperakui lima kali platinum oleh Persatuan Industri Rakaman Australia (ARIA), yang menunjukkan jualan sebanyak 350,000 salinan.[30] "Titanium" menjadi single kedua tertinggi Sia yang menduduki carta sebagai artis solo di negara ini serta 10 terbaik Guetta yang menduduki tempat kesembilan di sana.[31][32] Dalam Carta Single New Zealand, ia memulakan kerjaya di tempat ke-18 pada 15 Ogos 2011. Minggu berikutnya, lagu itu jatuh ke ke-39 dan akhirnya terkeluar daripada 40 teratas Selepas dikeluarkan sebagai single pada Disember 2011, "Titanium" memasuki semula carta pada nombor 12 pada 5 Disember 2011, dan memuncak pada nombor tiga pada 30 Januari 2012. Ia telah diberi penghargaan platinum tiga kali ganda oleh Persatuan Industri Rakaman New Zealand (RIANZ), yang menunjukkan jualan sebanyak 45,000 salinan.[33] Di Austria, "Titanium" memulakan kerjaya dan memuncak di nombor tiga pada 19 Ogos 2011, dan kekal dalam 10 teratas selama sepuluh minggu berturut-turut. Lagu itu diperakui platinum oleh Persekutuan Industri Fonografi Antarabangsa (IFPI) dengan jualan sebanyak 30,000 salinan.[34]

"Titanium" juga mencapai 10 teratas dalam carta Belgium, Kanada, Denmark, Finland, Jerman, Ireland, Itali, Belanda, Norway, Sepanyol, Sweden dan Switzerland. Dalam Carta Single UK, "Titanium" bermula di kedudukan ke-16 pada 20 Ogos 2011,[35] dan jatuh ke tempat ke-31 minggu berikutnya.[36] Lagu itu turun dalam carta UK selama tiga minggu berturut-turut dan akhirnya terkeluar daripada 100 teratas. Selepas dilancarkan sebagai single pada Disember 2011, "Titanium" memasuki semula carta tersebut di kedudukan ke-61 pada 14 Januari 2012,[37] dan naik ke tempat kelapan pada minggu berikutnya.[37] Pada 11 Februari 2012, ia mencapai kemuncak dengan mengungguli carta, dan menjadi single nombor satu kelima Guetta pada carta dan yang pertama untuk Sia.[38] Lagu itu juga mencapai nombor satu di Carta Tarian UK. "Titanium" telah disahkan platinum empat kali ganda oleh Industri Fonografi British (BPI) dengan jualan dan penstriman sebanyak 2,400,000. "Titanium" ialah single keempat terlaris pada tahun 2012 di UK,[39] dan ia telah terjual lebih sejuta salinan di sana pada Februari 2013.[40]

Di Amerika Syarikat, lagu itu muncul di Billboard Hot 100 pada nombor 66 pada keluaran bertarikh 27 Ogos 2011.[41] Selepas ia dikeluarkan ke radio AS pada April 2012, "Titanium" mencapai kemuncak baharu nombor tujuh dalam isu bertarikh 21 Julai 2012, dan menjadi single keempat teratas Guetta di Hot 100. Ia juga memuncak pada nombor tiga pada carta Dance Club Songs, dan nombor tiga pada carta Mainstream Top 40. "Titanium" telah diberi pengesahan platinum berganda oleh Persatuan Industri Rakaman Amerika (RIAA).[42] Sehingga Mac 2014, lagu itu telah terjual sebanyak 3,852,000 salinan di AS.[43]