安娜·卡列尼娜出身貴族，氣質高雅，風度迷人，是彼得堡社交界著名的美人。她16歲時由姑母撮合嫁給了比她大20歲的卡列寧。卡列寧在政府部門擔任要職，醉心於功名，孜孜於公務，是一架十足的官僚機器。他生性古板，毫無生活情趣，也不知愛情為何物。年輕、熱情、生氣勃勃的安娜與卡列寧結婚8年多，在死氣沉沉的家庭裏備受壓抑，隻有兒子謝遼沙能給她快樂和慰藉。
安娜的哥哥司忒潘住在莫斯科，由於與家庭女教師有曖昧關係，妻子杜麗跟他鬧起了矛盾。安娜為調解兄嫂矛盾，從彼得堡趕到莫斯科。在莫斯科火車站，安娜與“彼得堡的花花公子”渥倫斯奇相遇。兩人不自覺地同時注視了對方一眼，在那短促的一瞥中，渥倫斯奇已經注意到了有一股被壓抑的生氣在她的臉上流露，在她那亮晶晶的眼睛和把她的朱唇弄彎曲了的輕微的笑容之間掠過。仿佛有一種過剩的生命力洋溢在她的全身，違反她的意誌，時而在她的眼睛的閃光裏，時而在她的微笑中顯現出來。她故意地竭力隱藏住她眼睛裏的光輝，但它卻違反她的意誌在隱約可辨的微笑裏閃爍著。
當時，渥倫斯奇正在向杜麗的妹妹吉提獻殷勤。另一個貴族地主列文也愛著吉提。吉提迷戀於渥倫斯奇，她拒絕了列文而滿心期待著渥倫斯奇的求婚。然而，渥倫斯奇一見安娜，便把吉提拋在腦後了。在舞會上，他不顧期待著與他跳瑪佐卡舞的吉提，而去邀請安娜對跳，把吉提撇在一旁，使吉提蒙受了羞辱，為此大病一場。
安娜意識到自己與渥倫斯奇之間所產生的微妙感情，為了避免再與渥倫斯奇見麵，她提前返回彼得堡。但沒有想到，渥倫斯奇竟然與她同車而行。在中途的一個車站上，當她下車去透透空氣時，一眼便看到了渥倫斯奇。“她在最近幾天中不止一次地對自己說，就是剛才她還在說，渥倫斯奇對於她不過是無數的、到處可以遇見的、永遠是同一模型的青年之一，她決不會讓自己去想他的；但是，現在和他遇見的最初的一刹那，她就被一種喜悅的驕矜的感情所襲擊。”她陷於緊張和矛盾之中。在彼得堡車站，她第一個看到的就是前來接她的丈夫的麵孔，一種不愉快的感覺扼住了她的心，好像她期望看到的並不是這樣一個人。渥倫斯奇看到卡列寧，同樣產生一種不快之感，正好像一個苦於口渴的人走到了泉水邊上，卻發現一條狗、一隻羊或是一隻豬已在飲著，把水弄髒了的時候所產生的感受一樣。
在彼得堡，安娜經常出入於可以見到渥倫斯奇的社交場合。渥倫斯奇對安娜更是如影隨形，緊追不舍。安娜得知吉提患了重病，要渥倫斯奇回到吉提身邊去求得她的寬恕，渥倫斯奇卻不顧一切地向安娜傾訴自己的愛情。安娜不許渥倫斯奇提到“愛”字，她說：“我所以不喜歡那個字眼就正因為它對於我有太多的意義，遠非你所能了解的。”他們之間過分親熱的關係引起了社交界的紛紛議論。卡列寧決定要向妻子說明以下幾點：“第一，說明輿論和禮儀的重要；第二，說明結婚的宗教意義；第三，如果必要，暗示我們的兒子可能遭遇的災難，第四，暗示她自己可能遭受的不幸。”然而他的說明絲毫不起作用，安娜默默地認為“遲了，已經遲了”。從此以後，他們夫妻之間表麵上一切如舊，但內在的關係完全變了。安娜終於成為了渥倫斯奇的情人。
一次盛大的賽馬會，彼得堡所有上流社會的人們都聚集在這裏。安娜和卡列寧也來了。渥倫斯奇是參賽的騎手之一，他在中途不慎摔下馬來，安娜不由得大聲驚叫，舉止失常，當眾哭泣。在回家的路上，卡列寧指責安娜舉動有失檢點，安娜絕望地望著丈夫冷冷的麵孔說：“我愛他，我是他的情婦，我忍受不了你，我害怕你，我憎惡你……”卡列寧卻要求安娜“嚴格地遵守外表的體麵”。他現在惟一關心的事就是：如何才能去掉由於她的墮落而濺在他身上的汙泥。他想到了決鬥，但怕自己被打死或打傷，於是放棄了這個念頭；又想到了離婚或分居，但考慮到這樣做的結果會使得安娜自由地去與渥倫斯奇結合，他便怒火中燒。最後他確信隻有一個解決的途徑，那就是：繼續和她在一起，把發生的事隱瞞住世人，用一切手段去斷絕他們的私情，而更重要的——雖然他自己沒有承認這點——去懲罰她。他把這一決定寫信告訴了安娜，安娜決心“不論怎樣，我都要衝破他想用來把我擒住的那麵虛偽的蜘蛛網”。