Mieszka z mężem i synem w Petersburgu. Na początku powieści przybywa do Moskwy, gdzie na stacji kolejowej jest świadkiem śmierci pracownika kolei pod kołami pociągu. Uznaje to za zapowiedź jakiegoś nieszczęścia. Poznaje Aleksego Wrońskiego, zakochuje się w nim i nie zważając na łamanie zasad małżeńskich i społecznych nawiązuje z nim romans. Pragnie prawdziwej, szczerej miłości, jakiej nie odczuwa przy swoim mężu.
Kiedy zachodzi w ciążę z Wrońskim sądzi, że jej mąż rozwiedzie się z nią, ale on przyjmuje ją z powrotem do swego domu. Anna odchodzi od niego i otrzymuje zakaz widywania się ze swoim synem, który łamie, ponieważ bardzo go kocha. Kobieta przez jakiś czas jest szczęśliwa ze swoim kochankiem, jednak wykluczenie jej z towarzystwa i zazdrość o ukochanego wpędzają ją w depresję. Popełnia samobójstwo – rzuca się pod pociąg.