安娜卡列尼娜是彼得堡上流社会一位美丽，纯洁而热情洋溢的贵妇人。她16岁时即由姑妈作主，下嫁给比自己年长10岁的高官卡列宁。
卡列宁只是一架官僚机器，除了投机钻营，别无所长。结婚十余年，安娜从未体会到爱情的滋味。她只能将自己的全部柔情都倾注在儿子谢辽莎身上。
但是有一天她邂逅了青年军官渥伦斯基，被他的风采深深地吸引了。渥伦斯基也一见钟情，狂热地爱上了安娜。
本来，偷情苟合在彼得堡上流社会是人们津津乐道的事情，但是安娜和渥伦斯基的爱情却遭到了上流社会的唾弃。其原因并不在于他们的行为是不道德的，恰恰相反，是因为他们的行为对彼得堡上流社会虚伪、不道德的生活构成了挑战，是因为他们违反了上流社会的“游戏规则”。要知道，彼得堡上流社会虽然是一个男盗女娼的渊薮，但是维持表面上的“体面”却是人人信守的法则。
而安娜却在从马赛场回家的路上向丈夫坦白了自己与渥伦斯基的私情，并且要求离婚！这种“离经叛道”的行为当然为上流社会所不容，更为卡列宁所不容。为了不影响自己仕途发达，也为了惩罚安娜，他坚不离婚，并且不让安娜得到自己心爱的儿子。
更有甚者，在强大的社会压力下，渥伦斯基也动摇了。他开始频繁出入贵族议会，并渐渐将安娜的爱情视为束缚。所以当安娜听说渥伦斯基的母亲正为他择亲的时候，她终于绝望了。
儿子与情人，她生命的两大支柱，相继坍塌，她的生命也就到了尽头。
小说的另一条主线是围绕列文展开的。列文与安娜一样，也在生活中追寻真、善、美、所不同的是他最后不仅得到了爱情，也找到了生命的意义。可以说，他的结局是对安娜的探索作出的回答。
