The present invention relates to a process for dyeing keratin fibers, in particular human keratin fibers such as the hair, in which the said fibers are treated using one or more cosmetic compositions comprising a) one or more ortho-diphenols, b) one or more organic salts of titanium and of at least one carboxylic acid, and c) optionally one or more chemical oxidizing agents such as hydrogen peroxide or one or more hydrogen peroxide generating systems.La présente invention concerne un procédé de teinture de fibres de kératine, en particulier des fibres de kératine humaines, par exemple des cheveux, dans lequel lesdites fibres sont traitées avec une ou plusieurs compositions cosmétiques comprenant a) un ou plusieurs orthodiphénols, b) un ou plusieurs sels organiques de titane et d'au moins un acide carboxylique, et c) facultativement un ou plusieurs agents chimiques oxydants comme le peroxyde d'hydrogène ou un ou plusieurs systèmes générateurs de peroxyde d'hydrogène.