影片表现了安娜·卡列尼娜的悲惨的爱情。安娜难以忍受丈夫卡列宁的伪善和冷漠,她与青年军官沃伦斯基相爱了。她要求与卡列宁离婚并且带走儿子。但卡列宁不愿公开离婚,也不让安娜带走儿子。安娜决定离家出走,她和沃伦斯一起去了意大利。思念儿子的安娜回到祖国,卡列宁百般阻挠她与儿子相见。社会舆论对她的压力也很大。安娜再次提出离婚,卡列宁拒绝与她办手续。而此时的沃伦斯基也和别人好上了。安娜悲愤地卧轨自杀。
故事发生在十九世纪的俄罗斯,身为高官卡列宁(拉尔夫·理查德森 Ralph Richardson 饰)的妻子,安娜(费雯·丽 Vivien Leigh 饰)却在一次偶然中和伯爵沃伦斯基(基隆·摩尔 Kieron Moore 饰)坠入了情网,一心追逐内心感情的安娜不顾伦理道德的约束,开始了与沃伦斯基的同居生活。尽管安娜百般要求,但卡列宁依然拒绝了她的离婚请求,不仅如此,卡列宁还从安娜身边夺走了她心爱的儿子,禁止她们见面。
不久之后,安娜怀孕了,而噩梦也就此开始,流产、酗酒、药物依赖,接连而来的打击让安娜坠入了人生的谷底,但真正令安娜崩溃的,却是沃伦斯基对她日益冷淡的态度。最终,在沃伦斯基的背叛和社会舆论的压力之下,走投无路的安娜在铁轨下结束了她年轻的生命。