《安娜·卡列尼娜》的故事早已脍炙人口，它写道：聪明美丽的贵族小姐安娜，经过她姑妈的撮合，嫁给了一位比她大20岁的高官卡列宁为妻。婚后的生活平平淡淡，但也规范圆满。夫妻之间缺乏爱情，但儿子谢廖沙的出生却给安娜带来了幸福和慰藉。八年过后，安娜的哥哥奥布隆斯基因为与他的家庭女教师的私情暴露了，家里起了风波，“一切都乱了套”。安娜就从彼得堡赶来莫斯科，调解哥哥和嫂子的家庭矛盾。奥布隆斯基公爵和妻子多丽的矛盾看来不太难调解，不久他们两人就和好了。但是，安娜自己却在莫斯科迎来了她的一场感情风暴。在莫斯科火车站，前来迎接母亲的贵族青年渥伦斯基碰见了刚刚下车的安娜，他被安娜出众的相貌和优雅的气质所征服。在随后举行的一场舞会上，安娜风度迷人，“她那穿着简朴的黑衣裳的姿态是迷人的，她那戴着手镯的圆圆的手臂是迷人的，她那生气勃勃的美丽的脸蛋也是迷人的”。渥伦斯基原本要在这次舞会上，向他的未婚妻基蒂求婚的，可是基蒂却痛苦地看到，渥伦斯基正在向安娜大献殷勤。
安娜返回彼得堡，渥伦斯基紧随其后，也来到这里，开始热烈地、公然地追求安娜，参加一切能见到安娜的舞会和宴会。面对这样一位充满活力、风度翩翩的美男子，安娜起先一度试图压抑自己的感情，但是不久就有所心动。平淡无奇的家庭生活早已让安娜感到失望：丈夫卡列宁比她大很多，她也从来没有感觉到自己对丈夫的爱情，也同样没有感觉到丈夫对自己的爱情。安娜深深地爱着她八岁的儿子谢廖沙，可这毕竟难以消解她的爱情饥渴。安娜和渥伦斯基的关系在上流社会激起了流言蜚语，这让位居高位的卡列宁深感不满。他试图阻止这场不体面的罗曼史，但是他从家庭、道德、社会，甚至“神的意志”这样一些角度对安娜所进行的规劝，反而使安娜看到了丈夫的家庭观和爱情观的虚伪。一年之后，安娜终于成了渥伦斯基的情人。
在一场上流社会人士全都出席的赛马会上，渥伦斯基不慎从马上摔了下来，安娜情不自禁地惊叫起来。卡列宁认为安娜有失检点，带她提前退场。安娜在这个时候向丈夫坦白了自己的感情，卡列宁把安娜一个人丢在别墅里，独自返回彼得堡，要安娜等他做出决定。卡列宁想过与渥伦斯基进行决斗，也想过与安娜离婚，但是前者会危及他自己的生命，后者会伤害他的名誉和仕途。于是，他对安娜通报了他的最后决定，也就是维系表面的夫妻关系，否则就不让安娜再见到儿子。这段恋情也让渥伦斯基深感苦恼：他并不情愿为爱情失去功名，如果与安娜结合，他就得退伍返乡。再说，渥伦斯基在内心深处也是一个自私的人。不久，安娜怀上了渥伦斯基的孩子，在分娩的时候由于产褥热差点死去。有人拍电报给卡列宁，卡列宁匆匆赶来。安娜在昏迷的时候呼唤卡列宁的名字，求丈夫原谅她，卡列宁深受感动，他原谅了安娜和渥伦斯基。安娜在昏迷中拒绝了渥伦斯基，再加上卡列宁令人意外的宽恕，这让渥伦斯基感到羞耻和自卑。他举起手枪自杀，但最后活了下来。但是，卡列宁的宽容以及他对安娜女儿的关照，反而让安娜更加难以忍受。她和渥伦斯基这对死而复生的有情人重新又走到一起，两个人带着女儿一起出国了。

渥伦斯基和安娜在意大利旅行，安娜感到十分幸福，尽管偶尔也会思念儿子，感到对不起丈夫。渥伦斯基的确很爱安娜，但是也因为放弃了自己的事业而心有不甘。他试图学习绘画，但很快也放弃了。三个月之后，两个人返回彼得堡，安娜立即感觉到了整个社交界的强烈敌意，熟人们都躲着她。回国之后她就没有回家，而是住在旅馆里。在儿子谢廖沙生日的那天，安娜偷偷地跑去看儿子。天真的谢廖沙不放妈妈走，他含着眼泪说道：“世界上再没有比你更好的人了。”安娜意识到，如果没有办法与儿子在一起生活，就不会有真正的幸福。她因此指责渥伦斯基，渥伦斯基为了安慰她，就带着安娜去了乡下。
安娜在乡下，带女儿读书，筹建乡村医院，但是她最看重的还是渥伦斯基对她的态度。她对渥伦斯基感兴趣的一切东西都抱有醋意。秋天，他们两人前往莫斯科，等待卡列宁做出离婚的决定。可是卡列宁却在一位懂巫术的公爵夫人的影响下，决定不与安娜离婚。这使安娜和渥伦斯基的关系变得更加紧张。他们两人相互指责，激烈争吵。渥伦斯基对安娜越来越冷淡，经常把安娜一个人扔在家里。一次大吵之后，渥伦斯基愤然离家，去探望他的母亲。安娜跟着他追到火车站，突然想到他们第一次见面的时候看到的车祸场景。她明白自己是一个被侮辱、被抛弃的人，她决心“不让你（渥伦斯基）来折磨我”，于是就扑向一列疾驶而过的火车。卡列宁参加了安娜的葬礼，并且领走了安娜的女儿。渥伦斯基受到良心的谴责，志愿参军去塞尔维亚和土耳其人作战。