Nella Russia zarista di fine diciannovesimo secolo, Anna Karenina (Keyra Knightley) è intrappolata in un matrimonio senza amore con l'ufficiale governativo Alexei Karenin (Jude Law), dal quale è nato anche un figlio. Conosciuto per caso il giovane tenutario Vronsky (Aaron Johnson), Anna si rende conto di provare per la prima volta l'ebbrezza del vero amore e, decidendo di sfidare le convenzioni dell'alta società, abbandona la sua famiglia per ricercare un illusorio frammento di felicità...
