Karenin herceg boldog családi körben él otthonában feleségével, Annával és kisfiával, Szergiusszal. Anna egy nap táviratot kap Moszkvából. Fivére arról értesíti, hogy felesége, Dolly válni akar, s kéri Annát, hogy utazzon hozzájuk, és békítse ki őket. Az asszony hamarosan útnak indul, hogy teljesítse fivére kérését.

Moszkvában az állomáson megismerkedik utastársa fiával, Wronszky gárdatiszttel, aki már az első alkalommal feltűnő érdeklődést tanúsít iránta. Anna kibékíti fivérét és sógornőjét, s a tiszteletére rendezett estélyen ismét találkozik Wronszky gróffal. A gárdatiszt hevesen udvarol az asszonynak, aki érzi, hogy nem tudna sokáig ellenállni a vonzó fiatalembernek, s ezért inkább hazautazik Szentpétervárra.

Útközben vasúti szerencsétlenség miatt megáll a vonat, kiszállítják az utasokat, Wronsky is közöttük van. A tiszt bevallja, hogy azért utazik Pétervárra, hogy Anna közelében lehessen. Szentpéterváron gyakran találkoznak, s az asszony hosszas vívódás után meglátogatja Wronszkyt a legénylakásán...