Nadčasový příběh ukazuje sílu lásky, která prochází celým srdcem, v kulisách hýřivé a nestřídmé společnosti, jakou je carské Rusko. Píše se rok 1874. Vitální a krásná Anna Karenina má vše, o čem sní všechny její současnice – je ženou Karenina, vysoce postaveného vládního úředníka, kterému porodila syna, a její společenské postavení v Petrohradě těžko může být vyšší. Poté, co dostane dopis od svého záletného bratra Oblonského, ve kterém ji žádá, aby mu přijela pomoci zachránit jeho manželství s Dolly, odjíždí Anna do Moskvy. Na cestě se Anna seznámí s hraběnkou Vronskou, na kterou na nádraží čeká její syn, elegantní důstojník jezdectva Vronský. Při seznámení Anny a Vronského to vzájemně zajiskří a cit se rozhoří.
Keira Knightley jako Anna Karenina
Jude Law jako Alexei Karenin
Aaron Taylor-Johnson jako Count Vronsky
Kelly Macdonald jako Dolly
Matthew Macfadyen jako Oblonsky
Michelle Dockery jako Princess Myagkaya
Emily Watson jako Countess Lydia
Olivia Williams jako Countess Vronskaya
Ruth Wilson jako Princess Betsy
Holliday Grainger jako The Baroness
Alexandra Roach jako Countess Nordston
Domhnall Gleeson jako Levin
Alicia Vikander jako Kitty
Bill Skarsgård jako Captain Machouten
Raphaël Personnaz jako Alexander
Eros Vlahos jako Boris
Kenneth Collard jako Prince Tverskoy
Tannishtha Chatterjee jako Masha
Hera Hilmar jako Varya
John Bradley jako Austrian Prince
Thomas Howes jako Yashvin
Shirley Henderson jako Opera House Wife