Непреходната история разкрива непреодолимата сила на една изпепеляваща любов, в сянката на която е показано прекомерното разточителство на руското общество по онова време. Годината е 1874. Изпълнена с енергия и красота, Анна каренина (Кийра Найтли) има това, за което мечтаят всички нейни съвременнички.

Тя е съпруга на Каренин (Джуд Лоу), високопоставен представител на правителството, от когото има син и се радва на изключително високо обществено положение в Санкт Петербург.

След като получава писмо от своя брат Облонски (Матю Макфейдън) с молба да му помогне да спаси брака си с Доли (Кели Макдоналд), който е в опасност заради неговите любовни афери, Анна заминава за Москва.

По време на това пътешествие тя се запознава с графиня Вронски (Оливия Уилямс), чийто син – изтънченият кавалерийски офицер Вронски (Арън Тайлър-Джонсън) – я очаква на гарата. Когато Анна и офицер Вронски се срещат, между тях пламва любов, която не може и няма да бъде пренебрегната...