V moskovski hiši Oblonsky, kjer je bilo konec zime 1873 "vse pomešano", jih čaka sestra lastnika Anna Arkadievna Karenina. Razlog za družinsko neskladje je bil v tem, da je princa Stepana Arkadieviča Oblonskega njegova žena izdala izdajstvo z guvernado. Triintridesetletni Steve Oblonsky iskreno usmili Dollyino ženo, vendar, ker je resničen človek, ne zagotavlja, da se pokaje za svoja dejanja. Veseli, prijazni in nonšalantni Steve že dolgo ni več zaljubljen v svojo ženo, mamo petih živih in dveh mrtvih otrok in že dolgo ni bil zvest.

Stiva je popolnoma ravnodušen do posla, s katerim se ukvarja, saj je šef v eni od moskovskih navzočnosti, in to mu omogoča, da se nikoli ne zanese, da ne dela napak in odlično opravlja svoje naloge. Prijazen, popuščljiv človeškim pomanjkljivostim, očarljivi Steve izkoristi razpoloženje ljudi svojega kroga, podrejenih, šefov in na splošno vseh, s katerimi svoje življenje prinese. Dolgovanja in družinske težave so ga vznemirjale, vendar ga ne morejo dovolj pokvariti, da bi zavrnil kosilo v dobri restavraciji. Kosilo ima s Konstantinom Dmitrievičem Levinom, ki je prišel iz vasi, vrstnikom in prijateljem iz mladosti.

Levin je prišel ponudit osemnajstletno princeso Kitty Shcherbatskaya, snaho Oblonskega, v katero je bila dolgo zaljubljena. Levin je prepričan, da takšno dekle, ki je nad vsem zemeljskim stvarem, kot je Kitty, ne more ljubiti njega, navadnega posestnika, brez posebnih darov, kot je prepričan. Poleg tega mu Oblonsky pove, da je očitno imel tekmeca - sijajnega predstavnika peterburške "zlate mladine", grofa Alekseja Kirilloviča Vronskega.

Kitty ve za Levino ljubezen in se z njim počuti enostavno in svobodno; z Vronskim pa doživlja nerazumljivo nerodnost. Toda težko ji je razumeti svoje občutke, ona ne ve, komu bi dala prednost. Kitty ne sumi, da se Vronski sploh ne namerava poročiti z njo, in sanje o srečni prihodnosti z njim jo odvrnejo od Levina. Vronski sreča svojo mamo, ki je prišla iz Sankt Peterburga, na postaji zagleda Ano Arkadijevno Karenino. Takoj opazi posebno izraznost Aninega celotnega videza: "Kot da bi jo presežek nečesa tako preplavil, da je bila mimo njene volje izražena bodisi v bleskanju njenih oči, bodisi v njenem nasmehu." Srečanje zasenči žalostna okoliščina: smrt stražarja postaje pod kolesi vlaka, kar Anna ocenjuje kot slab znak.

Anna uspe prepričati Dolly, da je oprostila svojega moža; V Oblonski hiši se vzpostavi krhek mir in Anna se odpravi na žogo z Oblonskim in Ščerbatskim. Na balu Kitty občuduje Anino naravo in milost, občuduje poseben, poetični notranji svet, ki je v njenem vsakem gibanju. Kitty od te žoge pričakuje veliko: prepričana je, da ji bo med mazurko Vronski razlagal. Kar naenkrat opazi, kako se Vronski pogovarja z Ano: v njunih očeh se čuti neustavljivo hrepenenje drug za drugim, vsaka beseda odloča o njihovi usodi. Kitty pušča v obupu. Anna Karenina se vrača domov v Petersburg; Vronski ji sledi.

Levin se okrivi za neuspeh pri igranju tekem in se vrne v vas. Pred odhodom se sreča s starejšim bratom Nikolajem, ki živi v poceni sobah z žensko, ki jo je vzel iz bordela. Levin ljubi brata, kljub svojemu neustavljivemu značaju, ki povzroča veliko težav tako sebi kot drugim. Nikolaj Levin je hudo bolan, osamljen, pitje strast do komunistične ideje in organizacije neke vrste ključavničarske artele; rešuje ga pred samozaupanjem.Srečanje z bratom še poveča sramoto in nezadovoljstvo nad samim seboj, ki ga po tekmi čuti Konstantin Dmitrievič. Pomiril se je le na svojem družinskem posestvu Pokrovsky in se odločil, da bo še bolj delal in si ne dovolil razkošja - česar pa v življenju še nikoli ni bilo.

Njeno običajno življenje v Peterburgu, kamor se Anna vrača, povzroča razočaranje. Nikoli ni bila zaljubljena v moža, ki je bil veliko starejši od nje, in ga je le spoštovala. Zdaj njegova družba postaja boleča za njo, opaža njegove najmanjše pomanjkljivosti: prevelika ušesa, navado pokati s prsti. Tudi ljubezen do osemletnega sina Seryozha je ne rešuje. Anna se trudi, da bi si povrnila duševni mir, vendar ji to ne uspe - predvsem zato, ker se Aleksej Vronski na vse načine trudi, da bi dobil svojo dispozicijo. Vronski je zaljubljen v Ano, njegova ljubezen pa je okrepljena, ker afera z damo velike luči naredi njegov položaj še bolj sijajen. Kljub temu, da je celotno njegovo notranje življenje napolnjeno s strastjo do Ane, navzven Vronski vodi običajno, veselo in prijetno življenje stražarskega častnika: z Opero, francoskim gledališčem, žogami, konjskimi dirkami in drugimi užitki. Toda njun odnos z Ano je preveč očiten v očeh drugih zaradi obremenjujočega posvetnega spogledovanja; močna strast povzroča splošno obsodbo. Aleksej Aleksandrovič Karenin opazi odnos sveta do ženine romance z grofom Vronskim in izrazi svoje nezadovoljstvo z Ano. Kot visoki funkcionar je „Aleksej Aleksandrovič vse življenje živel in delal na področjih službe, ki se ukvarjajo z odsevi življenja. In vsakič, ko je sam naletel na življenje, se je oddaljil od njega. " Zdaj se počuti v položaju moškega, ki stoji nad breznom.

Kareninovi poskusi, da bi ustavili neustavljivo željo svoje žene po Vronskem, Anini poskusi, da se zadržijo, niso uspešni. Leto po prvem srečanju postane Vronska ljubica - zaveda se, da sta zdaj povezana za vedno, kot kriminalci. Vronskega obremenjuje negotovost odnosov, prepričuje Ano, da zapusti moža in poveže svoje življenje z njim. Toda Anna se ne more odločiti, da bi se razšla s Kareninovo, in tudi dejstvo, da pričakuje otroka od Vronskega, ne odloča.

Med dirkami, na katerih je prisotna celotna visoka družba, Vronski pade s svojega konja Frou-Frou. Ne vedoč, kako hud je padec, Anna tako odkrito izraža svoj obup, da jo je Karenin prisiljena takoj odpeljati. Mož napoveduje svojo nezvestobo, ogorčenje. Ta novica daje Alekseju Aleksandroviču vtis izvlečenega bolnega zoba: končno se znebi trpljenja ljubosumja in odide v Peterburg, kjer zapusti ženo v državi in ​​čaka na njegovo odločitev. Toda po tem, ko je prešla vse možne možnosti za prihodnost - dvoboj z Vronskim, ločitev - se Karenin odloči, da bo vse pustila nespremenjeno, kaznovala in poniževala Anno z zahtevo, da opazi lažni videz družinskega življenja pod grožnjo ločitve od sina. Po tej odločitvi je Aleksej Aleksandrovič pridobil mir, da se bo s svojo običajno trdovratno ambicijo prepustil razmišljanjem o zadevah službe. Možina odločitev povzroči, da je Anna eksplodirala v sovraštvu do njega. Šteje ga za brezdušni stroj, ne misli pa, da ima dušo in potrebo po ljubezni. Anna razume, da je ogrinjala, ker svojega trenutnega položaja ne more zamenjati za položaj ljubimca, ki je opustil moža in sina in si zasluži univerzalni prezir.

Nenehna negotovost zveze boli Vronskega, globoko v njegovem srcu, ki ljubi red in ima neomajen nabor pravil vedenja. Prvič v življenju ne ve, kako se naprej obnašati, kako svojo ljubezen do Ane uskladiti s svetnimi pravili. Če bo povezan z njo, bo prisiljen odstopiti, pa tudi to mu ni enostavno: Vronski ljubi poljsko življenje, ga spoštujejo tovariši; je tudi ambiciozen.

Življenje treh ljudi je zapleteno v mrežo laži. Usmiljenje do moža se do Ane izmenjuje z gnusom; ne more pomagati, ampak da sreča Vronskega, kot to zahteva Aleksej Aleksandrovič. Končno sledi porod, med katerim Anna skoraj umre. Leži v materinski vročini, se opraviči Alekseju Aleksandroviču in pri njeni postelji se smili ženo, dotakne sočutja in duhovne radosti. Vronski, ki ga Anna nezavedno zavrača, doživi pekoč sram in ponižanje. Poskuša streljati samega sebe, vendar ga rešujejo.

Anna ne umre in ko mine duhovno zmehčanje, ki ga povzroči bližina smrti, spet začne obremenjevati moža. Niti njegova spodobnost in radodarnost niti dotična skrb za novorojeno deklico ne lajšajo draženja; sovraži Karenin celo zaradi njegovih vrlin. Mesec dni po okrevanju Anna odide v tujino z upokojenim Vronskim in hčerko.

Živi na vasi, Levin se ukvarja s posestvom, bere, piše knjigo o kmetijstvu in izvaja različne gospodarske reorganizacije, ki jih kmetje ne odobrijo. Vas za Levina je "kraj življenja, torej radosti, trpljenja, dela." Moški ga spoštujejo, saj se več kot štirideset kilometrov odpravijo k njemu na posvetovanje - in si prizadevajo, da bi ga zavedli v svojo korist. V zvezi z Levinom ni namernega odnosa do ljudi: sam sebe šteje za del ljudi, vsi njegovi interesi so povezani s kmetom. Občuduje moč, krotkost, pravičnost kmetov in se moti zaradi njihove neprevidnosti, otožnosti, pijanosti, laži. V sporih s svojim neporočenim bratom Sergejem Ivanovičem Kozniševim Levin trdi, da zemeljska dejavnost ne koristi kmetom, ker ne temelji ne na poznavanju njihovih resničnih potreb niti na osebnem interesu posestnikov.

Levin čuti svojo zlitje z naravo; sliši celo rast spomladanske trave. Poleti se kosa z možmi, čuti veselje do preprostega dela. Kljub vsemu meni, da je njegovo življenje prazno in sanja, da bi ga spremenil v delovno, čisto in splošno življenje. V njegovi duši se nenehno dogajajo nedostopne spremembe in Levin jih posluša. Nekoč se mu je zazdelo, da je našel mir in pozabil svoje sanje o družinski sreči. Toda ta iluzija se sesuje v prah, ko izve za Kittyjevo hudo bolezen, nato pa jo zagleda, kako gre k sestri v vas. Občutek, ki se mu je zdel mrtev, spet prevzame njegovo srce, in le v ljubezni vidi priložnost za razrešitev velike skrivnosti življenja.

V Moskvi na oblonski večerji Levin spozna Kitty in spozna, da ga ljubi. V stanju vrhovnega duhovnega dviga daje Kitty ponudbo in dobi soglasje. Takoj po poroki se mladi odpravijo na vas.

Vronski in Anna potujeta v Italijo. Anna se sprva počuti srečna in polna veselja v življenju. Tudi dejstvo, da je ločena od sina, je izgubila pošteno ime in povzročila moževo nesrečo, ne zasenči njene sreče. Vronski z njo ljubeče spoštuje, stori vse, da ne bo obremenjena s svojim položajem. Toda on kljub svoji ljubezni do Ane čuti hrepenenje in se oklepa vsega, kar mu lahko prinese pomen. Začne slikati, vendar ima dovolj okusa, pozna svojo povprečnost in kmalu postane razočaran nad tem poklicem.

Po vrnitvi v Peterburgo Anna očitno čuti njeno zavrnitev: nočejo je sprejeti, njeni znanci se ji izogibajo. Žalitve svetlobe zastrupljajo Vronsko življenje, a Anna, zaposlena s svojimi izkušnjami, tega noče opaziti. Na Seryozin rojstni dan ona na skrivaj odide k njemu in, ko končno zagleda sina, čuti njegovo ljubezen do sebe, spozna, da v ločitvi od njega ne more biti srečna. V obupu, v užaljenosti zameri Vronskemu, ker jo je nehal ljubiti; moral bi se zelo potruditi, da jo pomiri, nakar odidejo v vas.

Prvič v zakonskem življenju je Kitty in Levin težko: težko se navadita drug na drugega, čar daje mesto razočaranju, prepirom do sprave. Družinsko življenje se Levinu zdi čoln: lepo je gledati na drsenje po vodi, vendar je zelo težko vladati. Nenadoma Levin prejme vest, da je brat Nikolaj v provinčnem mestu na smrt. Takoj gre k njemu; Kljub svojim protestom se Kitty odloči, da se z njim vozi. Videti brata, ki izžareva izsiljevanje usmiljenja do njega, Levin se še vedno ne more znebiti strahu in gnusa, ki povzroča bližino smrti v njem. Šokiran je, da se Kitty sploh ne boji umirajočega moškega in ve, kako se je obnašati z njim. Levin meni, da samo ljubezen njegove žene te dni rešuje groze in sebe.

Med Kittyjevo nosečnostjo, za katero Levin izve na dan bratove smrti, družina še naprej živi v Pokrovskem, kjer se poleti zbirajo sorodniki in prijatelji. Levin ceni duhovno bližino, ki jo je vzpostavil s svojo ženo, in ga muči ljubosumje, saj se boji izgubiti to bližino.

Dolly Oblonskaya se ob obisku sestre odloči obiskati Ano Karenino, ki živi z Vronskim na njegovem posestvu blizu Pokrovskega. Dolly je presenečena nad spremembami, ki so se zgodile v Karenini, čuti lažnost svojega trenutnega življenjskega sloga, še posebej opazno v primerjavi s svojo nekdanjo živahnostjo in naravnostjo. Anna zabava goste in se trudi, da bi se spopadla s hčerko, brala in uredila vaško bolnišnico. Toda njena glavna skrb je nadomestiti Vronskega z vsem, kar je pustil zanjo. Njun odnos postaja vse bolj napet, Anna je ljubosumna na vse, kar mu je všeč, tudi na zemeljsko dejavnost, ki se Vronski ukvarja predvsem zato, da ne bi izgubil neodvisnosti. Jeseni se preselijo v Moskvo in čakajo na Kareninovo odločitev o ločitvi. Toda, užaljen v svojih najboljših občutkih, ki ga je zavrnila njegova žena in se znašel sam, Aleksej Aleksandrovič sodi pod vpliv znane duhovnice, princese Myagkaya, ki ga prepriča iz religioznih pomislekov, da ne bi dal zločinski ženi ločitve.

V razmerju med Vronskim in Ano ni nobenega popolnega prepira niti dogovora. Anna obtoži Vronskega za vse stiske njenega položaja; prepadi obupnega ljubosumja takoj nadomestijo nežnost; vsake toliko izbruhnejo prepiri. V Aninih sanjah se ponovi ista nočna mora: kmet se nagne nad njo, izgovarja nesmiselne francoske besede in z njo naredi nekaj groznega. Po posebno težkem prepiru bo Vronski v nasprotju z Anino željo obiskal svojo mamo. V popolni zmedi Anna vidi svoj odnos z njim, kot da je v jasni luči. Razume, da njena ljubezen postaja bolj strastna in sebična, in Vronski, ki ne izgubi ljubezni do nje, jo še vedno obremenjuje in se trudi, da ne bi bil nepošten v odnosu do nje. Poskuša dobiti njegovo pripombo, gre za njim na železniško postajo, tam se nenadoma spomni na moža, ki ga je na dan, ko sta se prvič srečala z vlakom, zdrobil, nato pa razume, kaj mora storiti. Anna hiti pod voz; njena zadnja vizija je mrmranje kmečka. Po tem je "sveča, v kateri je prebrala knjigo, polno tesnobe, prevar, žalosti in zla, zasvetila svetlejšo luč kot kdaj koli prej, ji osvetlila vse, kar je bila prej v temi, se je pokanjala, zbledela in za vedno ugasnila."

Življenje za Vronskega postane sovraštvo; muči ga neuporabno kesanje, ki je nepotrebno, a neizbrisno. Prostovoljno za vojno s Turki v Srbiji; Karenin sprejme hčer k sebi.

Po rojstvu Kitty, ki je za Levina postalo globok duhovni šok, se družina vrača v vas. Levin je v bolečem neskladju s samim seboj, saj po smrti brata in rojstvu sina ne more sam rešiti najpomembnejših vprašanj: smisel življenja, smisel smrti. Čuti, da je blizu samomora, in se boji hoditi s pištolo, da se ne bi ustrelil.Toda hkrati pripomni Levin: ko se ne vpraša, za kaj živi, ​​v svoji duši zazna prisotnost nezmotljivega sodnika in njegovo življenje postane trdno in odločno. Končno spozna, da poznavanja zakonov dobrega, ki mu jih je Levin v evangelijskem razodetju osebno dal, ni mogoče razumeti z razumom in ga izraziti z besedami. Zdaj se počuti sposobno vnesti nedvomni smisel dobrega v vsako minuto svojega življenja.