Radnja romana smestena je u sedamdesete godine devetnaestog stoleća,u bogate krugove petrogradskog društva.Paralelizam radnji: sretan brak Ljevina i Kiti te tragična veza Vronskog i Ane,pisac koristi kao komentar jedne drugoj. "Sve sretne porodice liče jedna na drugu,svaka nesretna porodica nesretna je na svoj način".Tom rečenicom Tolstoj započinje roman.Ana dolazi u kuću svog brata Stive Oblomskog ne bi li pokušala spasiti njegov brak.Stivina žena Doli saznala je da je muž vara s guvernantom.Ana uspeva pomiriti strane.Ana je razumna žena,dobra majka i supruga,lepa i šarmantna,pleni pažnju društva.Ana je u braku sa Aleksejem Aleksandrovičem Karenjinom,službenikom državne službe, hladnim i uglađenim čovekom.Njihov brak je korektan, pun razumevanja ali nema ljubavi.Aninu strastvenost guši njegova racionalnost i odmerenost.Radnja romana zapliće se plesom organiziranim za petrogradsko visoko društvo. Kiti,mlađa Dolina sestra, dolazi na ples očekujući pažnju grofa Vronskog i skore zaruke."Ana nije bila u ljubičastoj, kako je to Kiti svakako htela, nego u crnoj,duboko izrezanoj baršunskoj haljinikoja je otkrivala njena kao u staroj slonovoj kosti izvajana ramena i grudi i punačke ruke s tankom sićušnom pesti.Čitava je haljina bila opšivena venecijanskom čipkom.Na glavi joj je, u crnoj posve prirodnoj kosi bio stručak maćuhica,a isto tako i na crnoj traci pojasa sredbelih čipaka.Na izvajanom krepkom vratu bila je niska bisera".Ples je bio veliko razočaranje za Kiti i neslućen ushit za Anu.Kiti se povukla razočarana jer je Vronski plesao sa Anom i njegove su je oči sledile.Kad je Ana uvidela zaljubljenost u očima Vronskog žurno napušta ples pre večere i drugog dana putuje iz Moskve.Vronski, koji se prvi put zaljubljuje, sledi je istim vlakom i otvoreno joj sapoštava svoje namere.U Ani je pobuđena strast davno zatomljena njezinim racionalnim brakom i ona se neće moći suzdržati otkrivši ponovo u sebi ženu.Ana i Vronski često se viđaju.Glasine se šire.U početku se veza odobrava jer je prirodno da dame imaju nekog za flert, ali kad to postaje ozbiljno bivaju osuđeni.Karenjin moli Anu da prikrije vezu zbog skandala koji bi ocrnio njegov ugled.

Ana ostaje u drugom stanju i to saopštava Vronskom,neposredno pred sudelovanje u opasnoj konjičkoj utrci.Vronski nesmotreno pada sa konja.Anina reakcija potpuno odaje njene emocije pred licem javnosti.U kočiji, na putu kući ona priznaje mužu svoju vezu i brani svoju ljubav.Karenjin pristaje na formalni brak.Vronski je nagovara na razvod.Ana razdirana moralnim dilemama rađa devojčicu i u bunilu moli muža za oprost.Karenjin prihvata dete kao svoje.Vronski se pokušava ustreliti.Ana nakon toga raskida sa mužem i odlazi s Vronskim živeti u Italiju.Muž joj ne dopušta uzeti sina Serjozu sa sobom, kojeg sam osobito ne voli ali to čini iz pakosti.Vronski napušta karijeru u vojsci.Iz Italije će se vratiti u Rusiju jer Anu proganja čežnja i griža savest prema sinu.Upada u kuću muža i odlazi k dečaku.Otkriva da je sinu rečeno da je ona mrtva.Vronski će u Rusiji biti rado viđen u društvenim krugovima,no ona će doživljavati poniženja i gotovo javnu osudu kad se pojavila u operi.Na kraju se povlače na seosko imanje gde vode ekstravagantan život.