Анна не умирает и, когда проходит душевное размягчение, вызванное близостью смерти, вновь начинает тяготиться мужем. Ни его порядочность и великодушие, ни трогательная забота о новорожденной девочке не избавляют ее от раздражения; она ненавидит Каренина даже за его добродетели. Через месяц после выздоровления Анна уезжает за границу с вышедшим в отставку Вронским и дочерью.
Живя в деревне, Левин занимается поместьем, читает, пишет книгу о сельском хозяйстве и предпринимает различные хозяйственные переустройства, не находящие одобрения у мужиков. Деревня для Левина – «место жизни, то есть радостей, страданий, труда». Мужики уважают его, за сорок верст ходят к нему советоваться – и его же норовят обмануть ради собственной выгоды. В отношении Левина к народу нет нарочитости: он считает себя частью народа, все его интересы связаны с крестьянами. Он восхищается силой, кротостью, справедливостью крестьян и раздражается от их беспечности, неряшливости, пьянства, лжи. В спорах с приехавшим в гости единоутробным братом Сергеем Ивановичем Кознышевым Левин доказывает, что земская деятельность не приносит пользы крестьянам, потому что не основывается ни на знании их истинных потребностей, ни на личном интересе помещиков.
Левин чувствует свое слияние с природой; он слышит даже рост весенней травы. Летом он косит вместе с мужиками, ощущая радость простого труда. Несмотря на все это, он считает свою жизнь праздной и мечтает переменить ее на трудовую, чистую и общую жизнь. В его душе постоянно совершаются неуловимые перемены, и Левин прислушивается к ним. Одно время ему кажется, что он обрел спокойствие и забыл свои мечты о семейном счастье. Но эта иллюзия рассыпается в прах, когда он узнает о тяжелой болезни Кити, а потом видит ее саму, едущую к сестре в деревню. Казавшееся мертвым чувство вновь овладевает его сердцем, и только в любви он видит возможность разгадать великую загадку жизни.
В Москве, на обеде у Облонских, Левин встречается с Кити и понимает, что она любит его. В состоянии высшего душевного подъема он делает Кити предложение и получает согласие. Сразу после венчания молодые уезжают в деревню.
Вронский с Анной путешествуют по Италии. Сначала Анна чувствует себя счастливою и полною радости жизни. Даже сознание того, что она разлучена с сыном, утратила свое честное имя и стала причиной несчастья мужа, не омрачает ее счастья. Вронский любовно-почтителен с нею, он все делает для того, чтобы она не тяготилась своим положением. Но сам он, несмотря на любовь к Анне, испытывает тоску и хватается за все, что может придать его жизни значительность. Он начинает заниматься живописью, но, имея достаточно вкуса, он знает свою посредственность и вскоре разочаровывается в этом занятии.
По возвращении в Петербург Анна отчетливо ощущает свою отверженность: ее не хотят принимать, знакомые избегают встреч с нею. Оскорбления света отравляют и жизнь Вронского, но, занятая своими переживаниями, Анна не хочет этого замечать. В день рождения Сережи она тайно едет к нему и, увидев наконец сына, почувствовав его любовь к себе, понимает, что не может быть счастлива в разлуке с ним. В отчаянии, в раздражении она упрекает Вронского в том, что он разлюбил ее; ему стоит больших усилий ее успокоить, после чего они уезжают в деревню.
Первое время супружеской жизни оказывается тяжело для Кити и Левина: они с трудом привыкают друг к другу, очарования сменяются разочарованиями, ссоры – примирениями. Семейная жизнь представляется Левину лодочкой: на скольжение по воде смотреть приятно, но править очень трудно. Неожиданно Левин получает известие о том, что брат Николай находится при смерти в губернском городе. Он немедленно собирается к нему; несмотря на его протесты, Кити решает ехать с ним. Увидев брата, испытав мучительную жалость к нему, Левин все-таки не может избавиться от страха и гадливости, которые вызывает в нем близость смерти. Он потрясен тем, что Кити совсем не боится умирающего и знает, как надо вести себя с ним. Левин чувствует, что только любовь жены спасает в эти дни от ужаса и его самого.
Во время беременности Кити, о которой Левин узнает в день смерти брата, семья продолжает жить в Покровском, куда на лето съезжаются родные и друзья. Левин дорожит душевной близостью, установившейся у него с женою, и мучается ревностью, боясь утратить эту близость.
Долли Облонская, гостящая у сестры, решает навестить Анну Каренину, которая живет с Вронским в его имении, неподалеку от Покровского. Долли поражена переменами, произошедшими в Карениной, она чувствует фальшь ее нынешнего образа жизни, особенно заметную в сравнении с прежней живостью и естественностью. Анна развлекает гостей, пытается заниматься дочерью, чтением, устройством деревенской больницы. Но главная ее забота состоит в том, чтобы собою заменить Вронскому все, что он ради нее оставил. Их отношения становятся все более напряженными, Анна ревнует ко всему, чем он увлекается, даже к земской деятельности, которою Вронский занимается главным образом для того, чтобы не терять своей независимости. Осенью они перебираются в Москву, ожидая решения Каренина о разводе. Но, оскорбленный в лучших своих чувствах, отвергнутый женою, оказавшийся в одиночестве, Алексей Александрович подпадает под влияние известной спиритки, княгини Мягкой, которая уговаривает его из религиозных соображений не давать преступной жене развода
В отношениях Вронского и Анны нет ни полного раздора, ни согласия. Анна обвиняет Вронского во всех тяготах своего положения; приступы отчаянной ревности мгновенно сменяются нежностью; то и дело вспыхивают ссоры. В сновидениях Анны повторяется один и тот же кошмар: какой-то мужичок наклоняется над нею, приговаривает бессмысленные французские слова и делает с нею что-то страшное. После особенно тяжелой ссоры Вронский, вопреки желанию Анны, едет навестить мать. В полном смятении Анна видит свои отношения с ним, словно при ярком свете. Она понимает, что ее любовь делается все страстнее и себялюбивее, а Вронский, не утратив любви к ней, все-таки тяготится ею и старается не быть в отношении ее бесчестным. Пытаясь добиться его раскаяния, она едет за ним на вокзал, там вдруг вспоминает о человеке, раздавленном поездом в день их первой встречи, – и тут же понимает, что ей надо сделать. Анна бросается под поезд; последнее ее видение – бормочущий мужичок. После этого «свеча, при которой она читала исполненную тревог, обманов, горя и зла книгу, вспыхнула более ярким, чем когда-нибудь, светом, осветила ей все то, что прежде было во мраке, затрещала, стала меркнуть и навсегда потухла».
Жизнь становится постылой для Вронского; его мучает никому не нужное, но неизгладимое раскаяние. Он уезжает добровольцем на войну с турками в Сербию; Каренин берет к себе его дочь.
После родов Кити, ставших глубоким духовным потрясением для Левина, семья возвращается в деревню. Левин находится в мучительном разладе с самим собою – оттого, что после смерти брата и рождения сына не может разрешить для себя самые важные вопросы: смысла жизни, смысла смерти. Он чувствует, что близок к самоубийству, и боится ходить с ружьем, чтобы не застрелиться. Но вместе с тем Левин замечает: когда он не спрашивает себя, для чего живет, – он ощущает в своей душе присутствие непогрешимого судьи, и жизнь его становится твердой и определенной. Наконец он понимает, что знание законов добра, данное лично ему, Левину, в евангельском Откровении, невозможно объять разумом и выразить словами. Теперь он чувствует себя способным вложить несомненный смысл добра в каждую минуту своей жизни.