Kitty, tombée malade à la suite de la fuite de Vronski avec Anna Karénine, finit par se remettre et épouse Constantin Lévine, autrefois éconduit. Le couple mène alors une vie éclairée et laborieuse de propriétaire rural, calme, loin des vicissitudes urbaines et mondaines, vouée à la fondation d'une famille, à l'amélioration agricole et sociale du domaine et rythmée par les travaux des champs. Kitty tombe enceinte au plus grand bonheur de son mari. Lassés de leur exil, Anna et Vronski finissent par revenir. Mais, toujours boudés par la haute société, le couple vit replié sur lui-même. La passion jalouse et exclusive d'Anna commence à peser sur son amant. Leur amour est de plus en plus empoisonné par un ressentiment mutuel, et Anna, victime d'une passion à laquelle elle a tout sacrifié, devient de plus en plus sombre et suspicieuse. Malgré cela, Vronski reste fidèle et essaie de la raisonner ... Alors que Kitty accouche dans la douleur, au point que son mari en perde presque la tête, Anna se dispute violemment avec son amant ...

Lors d'un voyage à Moscou pour rendre visite à son frère ( Stépan Oblonski dont l'épouse Dolly vient de découvrir l'infidélité), la jeune et belle Anna Karénine (femme d'Alexis Karénine, haut fonctionnaire pétersbourgeois, mère d'un garçon de huit ans qu'elle adore) rencontre à sa descente du train le brillant officier Alexeï Vronski. Elle éprouve aussitôt une irrésistible attirance pour lui. Elle essaie d'oublier, épouse fidèle et mère modèle, mais les circonstances de sa vie moscovite vont la remettre face à Vronski. Ce coup de foudre qui les attire l'un vers l'autre désespère le jeune sœur de Dolly, Kitty, qui, amoureuse de Vronski, vient de refuser sa main au gentilhomme campagnard Constantin Lévine. Bientôt à Saint Petersbourg, la liaison d'Anna Karénine et de Vronski éclate au grand jour. La jeune femme tombe enceinte de son amant. Lors de l'accouchement, sur le point de mourir, Alexis Karénine, son mari, lui accorde son pardon tandis que Vronski tente de se suicider. Miraculeusement rétablie, elle finit par quitter son mari et son fils pour vivre avec Vronski en marge de la société aristocratique et mondaine qui les rejette. Par amour, Vronski quitte l'armée et le jeune couple part en voyage. Unanimement salué par la critique, lors de sa sortie, Anna Karénine marque l'avènement de la littérature russe en Europe.