故事发生在1874年，美丽而又充满朝气的女主角安娜·卡列尼娜（凯拉·奈特莉 Keira Knightley 饰）已经拥有了一切同龄人渴求的东西，她的丈夫卡列宁(裘德·洛 Jude Law 饰)是一位高级政府官员，两人已经育有一子，而她在圣彼得堡也拥有无与伦比的社交地位。 她收到哥哥奥布朗斯基（马修·麦克费登 Matthew Macfadyen 饰）的来信，这位花花公子希望她能来帮忙挽救他与妻子多丽（凯莉·麦克唐纳 Kelly Macdonald 饰）之间的婚姻，而她也随即踏上前往莫斯科的旅程。在路途中她结识了渥伦斯基伯爵夫人，之后又在车站遇到了伯爵夫人的儿子，帅气的骑兵军官渥伦斯基（亚伦·泰勒-约翰逊 Aaron Taylor-Johnson 饰）。当安娜被介绍给渥伦斯基时，两人之间擦出了火花，双方都被彼此吸引住了。