Lấy bối cảnh vào năm 1874, nữ anh hùng xinh đẹp và tràn đầy năng lượng Anna Karenina (Keira Knightley) đã có mọi thứ mà bạn bè của cô khao khát, chồng cô, Karenin (Jude Law), một quan chức chính phủ cấp cao, hai người đã có một đứa con trai và cô có một vị trí xã hội vô song ở St. Petersburg. Cô nhận được một lá thư từ anh trai Oblonsky (Matthew Macfadyen), người muốn cô giúp cứu vãn cuộc hôn nhân của anh ta với vợ Dori (Kelly Macdonald), và cô bắt đầu hành trình đến Moscow. Trên đường đi, cô gặp bá tước phu nhân Vronxki và sau đó gặp con trai của bá tước phu nhân, một sĩ quan kỵ binh đẹp trai Vronxki (Aaron Johnson). Khi Anna được giới thiệu với Vronxki, một tia lửa nảy ra giữa hai người và cả hai đều bị thu hút bởi nhau. Ngôi nhà của Oblonxki ở Moscow cũng đón một vị khách khác - bạn thân của Oblonxki, Levin (Domhnall Gleeson), một nông dân nhạy cảm và tốt bụng. Levin yêu em gái của Dori, Katie (Alicia Vikander). Anh cầu hôn Katie không đúng lúc, nhưng Katie lại bị Vronxki mê hoặc điên đảo. Lévin bối rối trở về nhà ở Pokrovsko, tập trung vào công việc trang trại. Mà tại một lần vũ hội xã giao, Katie phát hiện trong mắt Vronxki chỉ có Anna, mà Anna đã kết hôn cũng đồng dạng đáp lại hảo cảm của người trẻ tuổi, Katie chứng kiến hết thảy thương tâm muốn chết. Anna đấu tranh để trở lại bình tĩnh, cô vội vàng trở về nhà ở St. Petersburg, nhưng Vronxki lại đi theo. Cô cố gắng quay trở lại cuộc sống cũ, nhưng lại say mê Vronxki. Giữa hai người nảy ra tia lửa đam mê, tất cả cũng ồn ào huyên náo trong giới xã giao St. Petersburg. Karenin rơi vào một tình huống không thể tiến lùi, anh ta phải đưa ra tối hậu thư cho vợ mình. Anna nhìn thấu vòng tròn xã giao giả dối mà không thực tế kia, ứng phó của cô mang đến một ít hậu quả lãng mạn mà bi kịch, cũng thay đổi nghiêm trọng vận mệnh của cô cùng với những người xung quanh cô.