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幸福的家庭家家相似，不幸的家庭各各不同。

小说安娜从奥勃朗斯基（安娜哥哥）开始，逐渐引出其妻子、列文、吉蒂、符朗斯基和卡列宁。奥勃朗斯基和家庭女教师出轨引发的家庭冲突，而陀丽陷入绝望和悲痛，奥勃朗斯基则正常工作、社交，面对陀丽的伤心和难过他将希望寄托在妹妹安娜的到来。此时列文来到办公室找奥勃朗斯基，两人进行了午餐。“我凭烙印识别骏马,从小伙子的眼睛里看出他有了情人”。此次列文是为了求取奥勃朗斯基的小姨子吉蒂——舍尔巴茨基家的小女儿。对于年幼失去双亲的贵族列文来说，舍尔巴茨基家的女儿向他展现了一个贵族真正的优雅和习惯。与此同时，帅气高大、前程似锦的符朗斯基和列文之间的联系紧密，甚至所有人都以为他们会步入婚姻。

奥勃朗斯基来到车站接妹妹与接母亲的符朗斯基相遇，而车站的惊鸿一瞥，对于安娜和符朗斯基的内心冲击都是极大的。安娜与符朗斯基的母亲在旅途中相谈甚欢。但准备离开时却遇到了工人被火车压死的惨状，安娜发出的叹息后，符朗斯基捐赠了200卢布给工人妻子，这是他送安娜的礼物。而安娜下意识说出“灾难”。

经过安娜与陀丽的谈话，陀丽决定结束和奥勃朗斯基目前的状态回归正常。而列文对吉蒂被拒绝，还遇到了符朗斯基。当吉蒂来拜访陀丽时，符朗斯基也登门造访，吉蒂和安娜的心理活动都产生了变化，而事实证明，正如安娜所想。吉蒂邀请安娜参加舞会，被安娜的美丽、优雅审审折服，而吉蒂所期待的求婚并未出现，反而是安娜和符朗斯基则尽兴共舞。

安娜深感事态的发展方向，决定返回彼得堡。在火车上一路的心神不宁，直到那个熟悉的身影出现。卡列宁到车站接安娜，与符朗斯基初次见面，然而那种情景可想并不如何友好。在卡特西夫人的周全下，符朗斯基和安娜在公开社交场合越来越密切。卡列宁希望安娜和符朗斯基之间的关系能维持自己的面子。对卡列宁来说，他要维护自己的面子以应对政敌、忠于宗教信仰。可是安娜和符朗斯基之间越发密切，在一次赛马上，一向优秀的符朗斯基出现了失误，安娜的惊慌失措使众人都看在眼里。卡列宁和安娜之间的鸿沟越来越大。

列文回到乡村，着手进行农奴的改革，他和农民共同生活、工作，以此冲淡自己的难过。奥勃朗斯基来到乡村打猎及变卖森林，告知了吉蒂的情感状态。吉蒂成了众人的笑话后，却也无意中伤害了自己的姐姐。后来吉蒂一家选择到了国外休养，与此同时遇到了自己喜欢的朋友，并和列文的哥哥尼古拉相遇。陀丽带着孩子到乡下去，列文和孩子相处非常愉快，陀丽告知列文吉蒂和符朗斯基的情况，并告知吉蒂的想法，可列文却感觉自己的自尊受到了伤害。直到某天看到了乘车经过的吉蒂。

安娜怀孕了，生下了一个女儿，以生病的理由将卡列宁叫回，安娜对小女儿是嫌弃的，符朗斯基看到卡列宁的所作所为，深感自己的浅薄在家开枪自杀。可安娜知晓后，与卡列宁离婚的事态未进行完成就与符朗斯基去了意大利，留下了丈夫和谢辽若。

在国外的生活，大家对他两的关系心知肚明，符朗斯基感觉生活失去了意义，于是开始做一些文艺之事，比如画画，他和画家一起给安娜画像，可他已然发现不了安娜的美丽了。后两人选择回到彼得堡，可当时的社会对安娜是不友好的，甚至去看戏的时候别人的嫌弃呼之欲出，这使得安娜开始崩溃。

经过解释、沟通，列文和吉蒂解开心结，步入婚姻，列文还将自己的日记交给了吉蒂，其中不乏自己的风流韵事，这使得两人开始经历一些争吵。吉蒂对家务事的上心让列文感觉到与之前的不同，好像这个人慢慢失去了光彩。尼古拉生病了，在吉蒂的建议下，他们一起去照顾尼古拉，后来吉蒂怀孕了。生产时列文的心态发生了极其大的变化，他之前嗤之以鼻的宗教信仰这时使他产生了怀疑。吉蒂生下了一个儿子。随后娘家人来到列文家做客，人越多的时候摩擦总是越多的。比如吉蒂的表哥释放的那种调情信号，三个人去打猎时列文的好胜心。

列文见到了安娜，但吉蒂却感受到了其中的伤害，安娜将她生命中的爱过的男人迷得神魂颠倒，这使得她受不了。陀丽去见到安娜的时候感觉到了彼此间的不同，速速回归。而奥勃朗斯基还是争取安娜和卡列宁的离婚。可符朗斯基尝到了权力、地位的甜头，他对于社交放不下、脱不开，母亲的介入又使得和安娜的隔阂越来越大。安娜逼着他一起回乡下，他顾左右而言他，安娜奔溃了，心里面燃起“让他后悔”的想法，而自己去死，他才会后悔。她去了车站，很多过往如同走马灯一样展现在眼前，她纵身一跃，再想反应过来的时候那个大物已经驶过。

列文开始接受改革的滞后、缓慢。开始意识到妻儿对他的重要性。最终，安娜的小女儿被卡列宁带走，符朗斯基选择到国外参加志愿军。