19世纪俄罗斯的上流社会里,高层首长卡列宁之妻安娜(苏菲玛索饰)艳冠群芳,在火车上她邂逅了风流倜傥的伯爵渥伦斯基。渥伦斯基的热情唤醒了安娜沉睡已久的爱情,二人产生了真爱,在当时社会强大的舆论压力下,不顾一切地私奔。
虽然安娜勇敢地告诉了丈夫实情,希望能离婚,但看重社会地位的卡列宁难以忍受夺妻的耻辱,他以安娜最心爱的儿子做威胁,拒绝和安娜离婚。
此刻,安娜已离家与渥伦斯基同居,并怀了他的孩子,却不幸流产,得了后遗症,又对酒与药物有了依赖性。经过重重困难波折后,安娜的精神受到极大的刺激。后来,渥伦斯基承受不了社会压力开始对她表示冷淡,安娜付出了失去家庭、儿子和社会地位的高昂代价,而真挚自由的爱情也开始出现了危机。
安娜让飞驰而过的火车结束了自己绝望的爱情与生命,这段为道德和世间所不容的婚外情最后由安娜独自承担,留下了无限悲伤。