In het huis van Oblonsky in Moskou, waar aan het einde van de winter van 1873 "alles in de war was", wacht de zus van de eigenaar, Anna Arkadyevna Karenina, op hen. De reden voor de onenigheid in de familie was dat prins Stepan Arkadyevich Oblonsky door zijn vrouw met gouvernante was veroordeeld voor verraad. De vierendertig-jarige Steve Oblonsky heeft oprecht medelijden met Dolly's vrouw, maar als een eerlijk man verzekert hij zichzelf niet dat hij berouw heeft van zijn daden. De opgewekte, vriendelijke en nonchalante Steve is al lang niet meer verliefd op zijn vrouw, de moeder van vijf levende en twee dode kinderen, en is haar lang ontrouw geweest.
Stiva is totaal onverschillig voor het bedrijf waar hij mee bezig is en dient als de baas in aanwezigheid van Moskou, waardoor hij zich nooit laat meeslepen, geen fouten maakt en zijn taken perfect vervult. Vriendelijk, neerbuigend naar menselijke tekortkomingen, profiteert de charmante Steve van de aard van mensen uit zijn kring, ondergeschikten, bazen en, in het algemeen, iedereen met wie zijn leven hem brengt. Schulden en familieproblemen maken hem van streek, maar ze kunnen zijn humeur niet genoeg bederven om hem de lunch in een goed restaurant te laten weigeren. Hij luncht met Konstantin Dmitrievich Levin, die uit het dorp kwam, zijn collega en een vriend van zijn jeugd.
Levin deed een bod op de achttienjarige prinses Kitty Shcherbatskaya, schoonzus van Oblonsky, op wie ze al heel lang verliefd was. Levin is er zeker van dat zo'n meisje, dat boven alles aardse dingen is, zoals Kitty, niet van hem kan houden, een gewone landeigenaar, zonder speciale gaven, zoals hij gelooft. Bovendien informeert Oblonsky hem dat hij blijkbaar een rivaal had - een briljante vertegenwoordiger van de "gouden jeugd" van St. Petersburg, graaf Alexei Kirillovich Vronsky.
Kitty kent de liefde van Levin en voelt zich gemakkelijk en vrij bij hem; met Vronsky ervaart ze een onbegrijpelijke onhandigheid. Maar het is moeilijk voor haar om haar eigen gevoelens te begrijpen, ze weet niet aan wie ze de voorkeur moet geven. Kitty vermoedt niet dat Vronsky helemaal niet van plan is met haar te trouwen, en dromen van een gelukkige toekomst met hem doet haar Levin weigeren. Vronsky ontmoet zijn moeder uit St. Petersburg en ziet Anna Arkadyevna Karenina op het station. Hij merkt onmiddellijk de bijzondere expressiviteit van Anna's hele optreden op: 'Het was alsof een overdaad aan iets zo overweldigend was dat haar wil werd uitgedrukt in de glans van haar blik of in haar glimlach.' De ontmoeting wordt overschaduwd door een trieste omstandigheid: de dood van de stationwachter onder de wielen van de trein, die Anna als een slecht voorteken beschouwt.
Anna weet Dolly over te halen haar man te vergeven; In het Oblonsky-huis wordt een fragiele vrede gevestigd en Anna gaat naar de bal met de Oblonsky en Shcherbatsky. Aan het bal bewondert Kitty de natuurlijkheid en gratie van Anna, bewondert ze de speciale, poëtische innerlijke wereld die in elke beweging zit. Kitty verwacht veel van deze bal: ze weet zeker dat Vronsky haar tijdens de mazurka zal uitleggen. Plots merkt ze hoe Vronsky met Anna praat: in elk van hun ogen wordt een onweerstaanbare hunkering naar elkaar gevoeld, elk woord bepaalt hun lot. Kitty vertrekt wanhopig. Anna Karenina keert terug naar huis in St. Petersburg; Vronsky volgt haar.
Levin geeft zichzelf de schuld van het mislukken van de matchmaking en keert terug naar het dorp. Voordat hij vertrekt, ontmoet hij zijn oudere broer Nikolai, die in goedkope kamers woont met een vrouw die hij uit een bordeel heeft gehaald. Levin houdt van zijn broer, ondanks zijn onstuitbare karakter, dat hem en anderen veel problemen bezorgt. Zwaar ziek, eenzaam, drinkend, Nikolai Levin is gepassioneerd door het communistische idee en de organisatie van een soort slotenmaker artel; het redt hem van minachting voor zichzelf.Een ontmoeting met zijn broer verergert de schaamte en ontevredenheid met zichzelf die Konstantin Dmitrievich voelt na de matchmaking. Hij kalmeert alleen in zijn familiedomein Pokrovsky, besluit nog harder te werken en zichzelf de luxe niet toe te staan - wat echter nog nooit in zijn leven was geweest.
Haar gebruikelijke Petersburgse leven, waarnaar Anna terugkeert, baart haar teleurstelling. Ze was nooit verliefd op haar man, die veel ouder was dan zij, en respecteerde hem alleen. Nu zijn samenleving pijnlijk voor haar wordt, merkt ze zijn kleinste gebreken op: te grote oren, de gewoonte om vingers te kraken. De liefde voor de achtjarige zoon Seryozha redt haar ook niet. Anna probeert haar gemoedsrust terug te krijgen, maar dat lukt niet - vooral omdat Alexei Vronsky op alle mogelijke manieren probeert haar gezag te krijgen. Vronsky is verliefd op Anna en zijn liefde wordt versterkt omdat de affaire met de dame van de grote wereld zijn positie nog briljanter maakt. Ondanks het feit dat zijn hele innerlijke leven vol passie is voor Anna, leidt Vronsky uiterlijk het gebruikelijke, vrolijke en aangename leven van een bewaker: met de Opera, het Franse theater, ballen, paardenraces en andere genoegens. Maar hun relatie met Anna is in de ogen van anderen te verschillend van de lastige seculiere flirt; sterke passie veroorzaakt algemene veroordeling. Aleksei Aleksandrovich Karenin merkt de houding van de wereld op ten opzichte van de romance van zijn vrouw met graaf Vronsky en spreekt zijn ontevredenheid uit over Anna. Als hooggeplaatste functionaris: “Alexei Alexandrovitsj woonde en werkte zijn hele leven op het gebied van dienstverlening op het gebied van levensbeschouwingen. En elke keer dat hij het leven zelf tegenkwam, ging hij ervan weg. ' Nu voelt hij zich in de positie van een man die boven de afgrond staat.
Karenins pogingen om het onweerstaanbare verlangen van zijn vrouw naar Vronsky te stoppen, Anna's pogingen om zichzelf in bedwang te houden, zijn mislukt. Een jaar na de eerste ontmoeting wordt ze de minnares van Vronsky - zich realiserend dat ze nu voor altijd verbonden zijn, zoals criminelen. Vronsky wordt zwaargewogen door de onzekerheid van relaties, haalt Anna over om haar man te verlaten en haar leven met hem te verbinden. Maar Anna kan niet besluiten om met Karenin te breken, en zelfs het feit dat ze een kind van Vronsky verwacht, geeft haar geen besluit.
Tijdens de races, waarin de hele high society aanwezig is, valt Vronsky van zijn paard Frou-Frou. Anna weet niet hoe ernstig de val is en spreekt zo openlijk haar wanhoop uit dat Karenin haar onmiddellijk moet weghalen. Ze kondigt haar man haar ontrouw en haar afkeer aan. Dit nieuws geeft Alexey Alexandrovich de indruk van een uitgetrokken zieke tand: hij raakt eindelijk het lijden van jaloezie kwijt en vertrekt naar Petersburg, terwijl hij zijn vrouw in het land achterlaat in afwachting van zijn beslissing. Maar nadat ze alle mogelijke opties voor de toekomst heeft doorgenomen - een duel met Vronsky, een scheiding - besluit Karenin om alles ongewijzigd te laten, Anna te straffen en vernederen met de vereiste om de valse verschijning van het gezinsleven te observeren onder de dreiging van scheiding van haar zoon. Na deze beslissing te hebben genomen, krijgt Aleksei Aleksandrovich genoeg kalmte om zich met zijn gebruikelijke koppige ambitie op te geven over de zaken van de dienst. De beslissing van haar man zorgt ervoor dat Anna in haat voor hem explodeert. Ze beschouwt hem als een zielloze machine, niet denkend dat ze een ziel heeft en behoefte aan liefde. Anna begrijpt dat ze in het nauw wordt gedreven omdat ze haar huidige positie niet kan ruilen voor de positie van een minnaar die haar man en zoon in de steek heeft gelaten en universele minachting verdient.
De voortdurende onzekerheid over de relatie is pijnlijk voor Vronsky, diep in zijn hart die van orde houdt en een onwankelbaar stel gedragsregels heeft. Voor het eerst in zijn leven weet hij niet hoe hij zich verder moet gedragen, hoe hij zijn liefde voor Anna in overeenstemming kan brengen met wereldse regels. Als hij met haar verbonden is, zal hij gedwongen worden af te treden, en dit is ook niet gemakkelijk voor hem: Vronsky houdt van het regimentsleven, wordt gerespecteerd door zijn kameraden; hij is ook ambitieus.
Het leven van drie mensen is verstrikt in een web van leugens. Medelijden met haar man wordt afgewisseld met walging bij Anna; ze kan het niet helpen Vronsky te ontmoeten, zoals Alexey Alexandrovich eist. Uiteindelijk volgt de bevalling, waarbij Anna bijna sterft. Liggend in koorts verontschuldigt ze zich bij Alexei Alexandrovich, en aan haar bed voelt hij medelijden met zijn vrouw, ontroerd medeleven en spirituele vreugde. Vronsky, die Anna onbewust afwijst, ervaart brandende schaamte en vernedering. Hij probeert zichzelf neer te schieten, maar ze redden hem.
Anna sterft niet en wanneer de geestelijke verzachting, veroorzaakt door de nabijheid van de dood, voorbijgaat, begint ze opnieuw door haar man te worden belast. Noch zijn fatsoen en vrijgevigheid, noch ontroerende zorg voor een pasgeboren meisje, verlicht haar van irritatie; ze haat Karenin zelfs voor zijn deugden. Een maand na haar herstel gaat Anna met de gepensioneerde Vronsky en zijn dochter naar het buitenland.
Levin woont in het dorp en houdt zich bezig met het landgoed, leest, schrijft een boek over landbouw en onderneemt verschillende economische reorganisaties die niet zijn goedgekeurd door de boeren. Het dorp voor Levin is 'een plaats van leven, dat wil zeggen vreugde, lijden, arbeid'. Jongens respecteren hem, veertig mijl gaan hem raadplegen - en ze streven ernaar hem te misleiden voor hun eigen voordeel. Met betrekking tot Levin is er geen opzettelijke houding tegenover de mensen: hij beschouwt zichzelf als een deel van de mensen, al zijn belangen zijn verbonden met de boeren. Hij bewondert de kracht, zachtmoedigheid, gerechtigheid van de boeren en geïrriteerd door hun onzorgvuldigheid, slordigheid, dronkenschap, leugens. In geschillen met zijn ongehuwde broer Sergei Ivanovich Koznishev beweert Levin dat zemstvo-activiteiten de boeren niet ten goede komen, omdat deze niet is gebaseerd op kennis van hun werkelijke behoeften of op het persoonlijke belang van de landeigenaren.
Levin voelt zijn versmelting met de natuur; hij hoort zelfs de groei van lentegras. In de zomer maait hij met de mannen en voelt hij de vreugde van eenvoudige arbeid. Ondanks dit alles beschouwt hij zijn leven als nietsdoen en droomt ervan het te veranderen in een werkend, schoon en algemeen leven. In zijn ziel worden voortdurend ongrijpbare veranderingen aangebracht en Levin luistert ernaar. Ooit had hij het gevoel dat hij rust had gevonden en zijn dromen over gezinsgeluk was vergeten. Maar deze illusie vervaagt tot stof als hij erachter komt dat Kitty ernstig ziek is, en ziet haar dan zelf naar haar zus in het dorp gaan. Het gevoel dat weer dood leek, neemt zijn hart in bezit en alleen in liefde ziet hij een kans om het grote mysterie van het leven op te lossen.
In Moskou, tijdens het Oblonsky-diner, ontmoet Levin Kitty en realiseert zich dat ze van hem houdt. In een staat van opperste spirituele verheffing doet hij Kitty een aanbod en krijgt toestemming. Onmiddellijk na de bruiloft vertrekken de jongeren naar het dorp.
Vronsky en Anna reizen naar Italië. In het begin voelt Anna zich gelukkig en vol levensvreugde. Zelfs het feit dat ze gescheiden is van haar zoon, haar eerlijke naam heeft verloren en het ongeluk van haar man heeft veroorzaakt, overschaduwt haar geluk niet. Vronsky is liefdevol respectvol voor haar, hij doet er alles aan om ervoor te zorgen dat ze niet wordt belast door haar positie. Maar ondanks zijn liefde voor Anna, voelt hij verlangen en grijpt hij naar alles wat betekenis kan geven aan zijn leven. Hij begint te schilderen, maar met genoeg smaak kent hij zijn middelmatigheid en raakt al snel teleurgesteld in deze bezigheid.
Bij terugkeer in Petersburg voelt Anna duidelijk haar afwijzing: ze willen haar niet accepteren, haar kennissen vermijden haar te ontmoeten. Beledigingen van het licht vergiftigen ook Vronsky's leven, maar Anna, druk bezig met haar ervaringen, wil dit niet opmerken. Op Seryozha's verjaardag gaat ze in het geheim naar hem toe, en eindelijk, wanneer ze haar zoon ziet, zijn liefde voor zichzelf voelt, realiseert ze zich dat ze niet gelukkig kan zijn in scheiding van hem. Uit wanhoop, geërgerd, verwijt ze Vronsky dat hij niet meer van haar houdt; hij zou grote inspanningen moeten leveren om haar te kalmeren, waarna ze naar het dorp vertrekken.
De eerste keer dat ze getrouwd is, is moeilijk voor Kitty en Levin: ze raken nauwelijks aan elkaar gewend, charme maakt plaats voor teleurstelling, ruzies tot verzoening. Het gezinsleven lijkt Levin als een boot: het is leuk om naar het water te glijden, maar het is erg moeilijk om te regeren. Levin ontvangt plotseling nieuws dat broeder Nikolai in de provinciestad is overleden. Hij gaat onmiddellijk naar hem toe; Ondanks zijn protesten besluit Kitty met hem mee te rijden. Levin ziet zijn broer en ervaart ondraaglijk medelijden met hem, maar hij kan nog steeds niet van de angst en de afkeer af die de dood nabij hem veroorzaken. Hij is geschokt dat Kitty helemaal niet bang is voor de stervende man en weet hoe hij zich met hem moet gedragen. Levin is van mening dat alleen de liefde van zijn vrouw tegenwoordig redt van horror en zichzelf.
Tijdens de zwangerschap, Kitty, over wie Levin leert op de dag van de dood van zijn broer, blijft het gezin in Pokrovsky wonen, waar familieleden en vrienden samenkomen voor de zomer. Levin waardeert de intimiteit die hij met zijn vrouw heeft opgebouwd en wordt gekweld door jaloezie, uit angst deze intimiteit te verliezen.
Dolly Oblonskaya, die haar zus bezoekt, besluit Anna Karenina te bezoeken, die bij Vronsky op zijn landgoed woont, niet ver van Pokrovsky. Dolly is verbaasd over de veranderingen die in Karenina hebben plaatsgevonden, ze voelt de valsheid van haar huidige levensstijl, vooral merkbaar in vergelijking met haar vroegere levendigheid en natuurlijkheid. Anna vermaakt de gasten, probeert met haar dochter om te gaan, leest en regelt een dorpsziekenhuis. Maar haar grootste zorg was om Vronsky te vervangen door alles wat hij voor haar had achtergelaten. Hun relaties worden steeds gespannender, Anna is jaloers op alles waar hij dol op is, zelfs op de Zemstvo-activiteit, die Vronsky voornamelijk uitvoert om zijn onafhankelijkheid niet te verliezen. In de herfst verhuizen ze naar Moskou, in afwachting van Karenins beslissing over een scheiding. Maar Aleksey Aleksandrovich, beledigd door zijn vrouw, afgewezen door zijn vrouw en alleen bevonden, valt onder de invloed van de beroemde spiritualist, prinses Myagkaya, die hem overhaalt uit religieuze overwegingen om de criminele vrouw niet te scheiden.
In de relatie tussen Vronsky en Anna is er geen volledige twist, noch overeenstemming. Anna beschuldigt Vronsky van alle ontberingen van haar positie; periodes van wanhopige jaloezie worden onmiddellijk vervangen door tederheid; er ontstaan zo nu en dan ruzies. In Anna's dromen herhaalt zich dezelfde nachtmerrie: een boer leunt over haar heen, spreekt zinloze Franse woorden en doet iets vreselijks met haar. Na een bijzonder moeilijke ruzie gaat Vronsky, in tegenstelling tot Anna's wens, zijn moeder bezoeken. In totale verwarring ziet Anna haar relatie met hem, alsof ze in fel licht is. Ze begrijpt dat haar liefde gepassioneerder en egoïstischer wordt, en Vronsky, die de liefde voor haar niet verliest, wordt nog steeds door haar verzwaard en probeert niet oneervol te zijn in relatie tot haar. In een poging zijn berouw te bereiken, gaat ze achter hem aan naar het treinstation, daar herinnert ze zich plotseling de man die door de trein werd verpletterd op de dag dat ze elkaar voor het eerst ontmoetten, en dan begrijpt ze wat ze moet doen. Anna rent onder de trein door; haar laatste visioen is een mompelende boer. Daarna 'flitste een kaars, waarin ze een boek vol angsten, bedrog, verdriet en kwaad las, een feller licht dan ooit tevoren, verlichtte haar alles wat voorheen in duisternis was geweest, barstte, begon te vervagen en ging voor altijd uit'.
Het leven wordt een haat voor Vronsky; hij wordt gekweld door nutteloos berouw, wat niet nodig is, maar onuitwisbaar. Hij meldt zich aan om oorlog te voeren met de Turken in Servië; Karenin brengt zijn dochter naar hem toe.
Na de geboorte van Kitty, die voor Levin een diepe spirituele schok werd, keert het gezin terug naar het dorp. Levin verkeert in een pijnlijke verdeeldheid met zichzelf - want na de dood van zijn broer en de geboorte van zijn zoon kan hij de belangrijkste vragen niet oplossen: de zin van het leven, de zin van de dood. Hij voelt dat hij op het punt staat zelfmoord te plegen en is bang om met een pistool te lopen om zichzelf niet neer te schieten.Maar tegelijkertijd merkt Levin op: als hij zich niet afvraagt waarvoor hij leeft, voelt hij de aanwezigheid van een onfeilbare rechter in zijn ziel, en wordt zijn leven standvastig en vastberaden. Ten slotte beseft hij dat de kennis van de wetten van het goede, die hem persoonlijk is gegeven, Levin, in de evangelische openbaring niet door de rede kan worden begrepen en in woorden kan worden uitgedrukt. Nu voelt hij zich in staat om de onbetwiste betekenis van goed in elke minuut van zijn leven te steken.