Im Fokus der spannungsgeladenen Handlung, die Ende des 19. Jahrhunderts in Russlands feiner Gesellschaft spielt, steht die junge und bezaubernd schöne Anna Karenina (Keira Knightley), die in unwiderstehlicher Liebe dem Offizier Graf Vronskij (Aaron Johnson) verfällt. Zerrissen zwischen dieser tiefempfundenen Leidenschaft, die ihr die Kraft gibt, aus der langjährigen glücklosen Ehe mit Aleksei Karenin (Jude Law) auszubrechen und der Liebe zu ihrem Sohn, entscheidet sie sich schließlich für den Geliebten - und verlässt ihre Familie. Als sie erkennt, dass sie durch ihren "Fehltritt" von der Gesellschaft geächtet wird und sich mit der Zeit auch Graf Vronskij immer mehr von ihr entfernt, trifft sie eine bittere Entscheidung...