Anna Karenina (Keira Knightley) žije v lehce unaveném manželství s vysokým vládním úředníkem (Jude Law), s nímž má malého syna, a její pověst mezi petrohradskou smetánkou nemůže být lepší. Během cesty do Moskvy, kam jede navštívit bratra (Matthew Macfadyen), potká hraběnku Vronskou a na moskevském nástupišti se seznámí i s jejím synem (Aaron Taylor-Johnson), mladým ambiciózním důstojníkem. Letmé setkání stačí k tomu, aby mezi nimi přeskočila jiskra, která se záhy promění v požár, který ani jeden z nich nedokáže a ani nechce uhasit. Chtějí se „jen“ svobodně milovat, ale carské Rusko konce 19. století je vůči podobným excesům velmi netolerantní a umí to dát patřičně najevo.