Anna Karenina to nowa, odważna, teatralna w swoim charakterze adaptacja znanej miłosnej historii w ujęciu utytułowanego reżysera Joe Wrighta. Scenariusz do filmu w oparciu o wielką powieść Lwa Tołstoja napisał laureat Nagrody Akademii Tom Stoppard. Obraz jest już trzecim z kolei wspólnym projektem reżysera Wrighta, odtwórczyni roli Anny - Keiry Knightley oraz nominowanego do Nagrody Akademii tria producenckiego Tim Bevan, Eric Fellner, Paul Webster, mającego na swoim koncie takie przeboje ostatnich lat jak "Duma i uprzedzenie". Ta niezwykle plastycznie ujęta ponadczasowa opowieść o uczuciach zgłębia temat miłości, którą owładnięta jest dwójka ludzi, a wszystko to na tle bogactwa i przepychu carskiej Rosji. Jest rok 1874. Żywiołowa i piękna Anna Karenina (Keira Knightley) ma wszystko, do czego może aspirować kobieta tych czasów - jest żoną Karenina (Jude Law), wysoko postawionego urzędnika państwowego, któremu dała upragnionego syna. Jej pozycja towarzyska w St. Petersburgu jest wysoka i ustabilizowana. Pewnego dnia Anna udaje się w podróż do Moskwy, której celem jest uratowanie małżeństwa swojego niewiernego brata Obłońskiego (Matthew Macfadyen) oraz Dolly (Kelly Macdonald). W drodze Anna zaznajamia się z Hrabiną Wrońską (Olivia Williams), na którą na jednej ze stacji czeka syn, pełen uroku oficer kawalerii Aleksiej Wrońsky (Aaron Taylor-Johnson). Kiedy tych dwoje zostaje sobie przedstawionych natychmiast pojawia się wzajemne zauroczenie, które z czasem przerodzi się w płomienne uczucie. Tymczasem w Moskwie pojawia się również przyjaciel brata Anny, Lewin (Domhnall Gleeson), wrażliwy i oddany swojej pracy właściciel ziemski. On z kolei jest szaleńczo zakochany w młodszej siostrze Dolly, Kitty (Alicia Vikander). Lewin oświadcza się Kitty, ona jednak jest zauroczona Wrońskim i nie przyjmuje propozycji małżeństwa. Zdruzgotany Lewin wraca do swojej posiadłości Pokrowskoje, gdzie rzuca się w wir pracy, co ma mu pomóc zapomnieć o niedoszłej narzeczonej. Z kolei Kitty przeżywa miłosne katusze, kiedy na jednym z wystawnych bali w stolicy Wroński w nieskrywany sposób wyraża zachwyt Anną, kobietą zamężną, która najwyraźniej odwzajemnia płomienne uczucie młodego adoratora. Anna broni się przed obezwładniającym ją uczuciem i desperacko stara się odzyskać równowagę decydując się na nagły powrót do St. Petersburga. W ślad za nią rusza Wroński. Anna stara się zająć swoje myśli podejmując codzienne obowiązki rodzinne, jednak uczucie okazuje się silniejsze. Między Anną i Wrońskim nawiązuje się romans, który stanie się głównym tematem plotek i wywoła skandal w petersburskiej socjecie. W takiej sytuacji mąż Anny, Karenin stawia jej ultimatum, które okaże się brzemienne w skutkach dla wszystkich. Walcząc o swoje prawo do szczęścia i miłości Anna podejmuje decyzję, która wstrząśnie skostniałą, obsesyjnie dbającą o swój wizerunek śmietanką towarzyską Petersburga, przynosząc jednocześnie tragiczne konsekwencje dla niej samej i jej najbliższych.