Vronskij aj naďalej dvorí Kitty, ale spoločné stretnutie s Annou ich nenechávajú ľahostajnými. Vzniká medzi nimi ľúbostný vzťah. Doba a postavenie Anny v spoločnosti však nedovoľovali toto ľúbostné vzplanutie verejne realizovať. Na druhej strane tu však bol aj vysoko postavený Annin manžel Alexander Alexandrejevič Karenin. Tento neústupný a v práci tvrdý, ale aj milý a milujúci manžel a otec ich syna, nemal o tomto vzťahu ani potuchy.
Týmto sa uvoľnilo miesto pre Levina, ktorý aj naďalej miloval Kitty. Kitty však ochorela a odišla aj so svojou matkou na liečenie do Sodenu v Nemecku, kde sa spriatelila s Varenkou, opatrovateľkou starej grófky. Varenka svojou dobrotou pomohla Kitty zotaviť sa z ťažkej choroby. Po návrate do Moskvy sa stretáva s Levinom, ktorý ju pozýva na vidiek. Pozvanie prijíma a spolu s rodinou odchádzajú. Prežijú tam dlhý čas, počas ktorého sa Kitty s Levinom zblížia a nakoniec neodmietne jeho žiadosť o ruku. Medzi tým sa ďalej vyvíjal vzťah Anny a Vronského. Anna sa zverí svojmu manželovi o Vronskom. Ten to prijme s hrdosťou. Aby uľahčil život žene, ktorú miloval a doprial jej šťastie, navrhne jej rozvod, ktorý by bol v tých dobách krajne neprípustný. Anna však dobre vedela, že by to jej manžela spoločensky zničilo a preto rozvod odmietla.
Po čase sa narodí Annino a Vronského spoločné dieťa. Anna však pri pôrode skoro zomrie. Narodenej dcére dáva meno Anna. Medzi tým sa Vronskij pokúsi o samovraždu. Samovražda sa mu nevydarí. Po vyliečení Vronskému navrhnú prevelenie do Taškentu. On to však odmietne a spolu s Annou odchádzajú do cudziny.
Druhá časť Tolstého románu sa začína svadbou Kitty a Levina. Na svadbu, ktorej prípravy trvali šesť týždňov, prišiel Levin s dosť veľkým omeškaním. Ľudia čakajúci v kostole sa už začali obávať, že si to ženích rozmyslel. Levin ale meškal preto, lebo mal problémy s obliekaním. Na obrovskej svadbe, ktorá dopadla veľmi dobre, sa zišlo veľa ľudí.
Po nádhernej svadbe sa Levin dozvedá o ťažkej chorobe svojho brata, Nikolaja Dmitrjeviča, preto Levin s Kitty obchádzajú hneď za Levinovým bratom. Po dlhšom staraní sa o brata, lekár Levinovi povedal, že jeho bratovi ostávajú už len tri dni. Nikolaj Dmitrijevič, po desať dňovom trápení, zomiera. Takže po krátkom šťastí prichádzajú prvé temné mraky. Kitty sa pri tomto nešťastí dozvedá o tom, že je tehotná.
Po ťažkom pôrode, odchádza Anna s Vronskym do Talianska. Tu si Vronskij nájde novú záľubu, maľovanie obrazov.
Po Anninom odchode sa Alexander Alexandrejevič, Annin manžel, cíti veľmi zúfalí.