Câu truyện kể về chuyện tình éo le của một mệnh phụ phu nhân trẻ tuổi. Năm 18 tuổi, nàng Anna xinh đẹp được gả cho Alexis Kareni, người được cả nước Nga xem như một vị thánh sống. Trong một buổi tiệc khiêu vũ, Anna Karenina tình cờ gặp bá tước Alexei Vronsky (Aaron Taylor-Johnson đóng) và đem lòng yêu chàng trai trẻ này. Mối tình vụng trộm ẩn chứa đầy nguy hiểm bởi nếu vỡ lở, địa vị quan trọng của Alexis Kareni chắc chắn sẽ bị lung lay. Anna bị đặt vào thế giằng xé giữa lựa chọn: ở lại để được chăm sóc con và giữ gìn danh tiếng cho chồng, hay bỏ hết tất cả để đến với tình yêu đầy đam mê của đời mình.