час скачок, на яких присутній весь вищий світ, Вронський падає зі свого коня Фру-Фру. Не знаючи, наскільки серйозно падіння, Ганна так неприховано висловлює свій відчай, що Каренін змушений негайно відвезти її. Вона оголошує чоловікові про свою невірності, про відразу до нього. Ця звістка справляє на Олексія Олександровича враження висмикнутою хворого зуба: він позбавляється нарешті від страждань ревнощів і їде до Петербурга, залишивши дружину на дачі в очікуванні його рішення. Але, перебравши всі можливі варіанти майбутнього - дуель з Вронским, розлучення, - Каренін вирішує залишити все без змін, покаравши і принизивши Ганну вимогою дотримуватися брехливу видимість сімейного життя під загрозою розлуки з сином. Прийнявши це рішення, Олексій Олександрович знаходить досить спокою, щоб з притаманним йому завзятим честолюбством віддатися роздумам про справи служби. Рішення чоловіка викликає у Ганни вибух ненависті до нього. Вона вважає його бездушною машиною, не думаючої про те, що у неї є душа і потреба любові. Ганна розуміє, що загнана в кут, тому що не в силах проміняти своє нинішнє становище на становище коханки, яка кинула чоловіка і сина і заслуговує загального презирства.
Зберігається невизначеність відносин болісна і для Вронського, в глибині душі люблячого порядок і має непорушний звід правил поведінки. Він вперше в житті не знає, як поводитися далі, як привести свою любов до Анни в згоду з життєвими правилами. У випадку з'єднання з нею він змушений буде вийти у відставку, і це теж непросто для нього: Вронський любить полкову життя, користується повагою товаришів; до того ж він честолюбний.
Життя трьох людей обплутана павутиною брехні. Жалість до чоловіка чергується у Ганни з огидою, вона не може не зустрічатися з Вронским, як того вимагає Олексій Олександрович. Нарешті наступають пологи, під час яких Ганна ледь не вмирає. Лежачи в пологовій гарячці, вона просить вибачення у Олексія Олександровича, і у її ліжку він відчуває жалість до дружини, розчулення співчуття і духовну радість. Вронський ж, якого Анна в нестямі відкидає, переживає пекучий сором і приниження. Він намагається застрелитися, але його рятують.
Ганна не вмирає, і, коли проходить душевне розм'якшення, викликане близькістю смерті, знову починає перейматися чоловіком. Ні його порядність і великодушність, ні зворушлива турбота про новонародженій дівчинці не позбавляють її від роздратування; вона ненавидить Кареніна навіть за його чесноти. Через місяць після одужання Ганна їде за кордон з вийшли у відставку Вронська та дочкою.
Живучи в селі, Левін займається маєтком, читає, пише книгу про сільське господарство і вживає різні господарські перебудови, не знаходять схвалення у мужиків. Село для Левіна - «місце життя, тобто радощів, страждань, праці». Мужики поважають його, за сорок верст ходять до нього радитися - і його ж норовлять обдурити заради власної вигоди. У відношенні Левіна до народу немає нарочитості: він вважає себе частиною народу, всі його інтереси пов'язані з селянами. Він захоплюється силою, лагідністю, справедливістю селян і дратується від їх безпечності, неохайності, пияцтва, брехні. У суперечках з приїхали в гості єдиноутробним братом Сергієм Івановичем Кознишева Левін доводить, що земська діяльність не приносить користі селянам, тому що не грунтується ні на знанні їх істинних потреб, ні на особистому інтересі поміщиків.
Левін відчуває своє злиття з природою, він чує навіть зростання весняної трави. Влітку він косить разом з мужиками, відчуваючи радість простого праці. Незважаючи на все це, він вважає своє життя дозвільної і мріє змінити її на трудову, чисту і спільне життя. У його душі постійно відбуваються невловимі зміни, і Левін прислухається до них. Свій час йому здається, що він знайшов спокій і забув свої мрії про сімейне щастя. Але ця ілюзія розсипається в прах, коли він дізнається про важку хворобу Кіті, а потім бачить її саму, що їде до сестри в село. Здавалося мертвим почуття знову опановує його серцем, і тільки в любові він бачить можливість розгадати велику загадку життя.
У Москві, на обіді у Облонських, Левін зустрічається з Кити і розуміє, що вона любить його. У стані вищого душевного підйому він робить Кіті пропозицію і дістає згоду. Відразу після вінчання молоді їдуть у село.
Вронський з Ганною подорожують по Італії. Спочатку Ганна відчуває себе щасливою і повною радості життя. Навіть свідомість того, що вона розлучена з сином, втратила своє чесне ім'я і стала причиною нещастя чоловіка, не затьмарює її щастя. Вронський любовно-шанобливий з нею, він все робить для того, щоб вона не нудьгувала своїм становищем. Але сам він, незважаючи на любов до Анни, відчуває тугу і хапається за все, що може надати його життя значущість. Він починає займатися живописом, але, маючи достатньо смаку, він знає свою посередність і незабаром розчаровується в цьому занятті.
Після повернення в Петербург Ганна чітко відчуває свою покинутість: її не хочуть приймати, знайомі уникають зустрічей з нею. Образи світла отруюють і життя Вронського, але, зайнята своїми переживаннями, Ганна не хоче цього помічати. У день народження Сергія вона таємно їде до нього і, побачивши нарешті сина, відчувши його любов до себе, розуміє, що не може бути щаслива в розлуці з ним. У розпачі, в роздратуванні вона дорікає Вронського в тому, що він розлюбив його, і йому варто великих зусиль її заспокоїти, після чого вони їдуть в село.
Перший час подружнього життя виявляється важко для Кіті і Левіна: вони важко звикають один до одного, чарівності змінюються розчаруваннями, сварки - примирення. Сімейне життя представляється Левіну човником: на ковзання по воді дивитися приємно, але правити дуже важко. Несподівано Левін одержує