Ad uno ad uno, gli elementi di un treno emergono da una tempesta di neve: le luci tremolanti, lo sferragliare sulle rotaie, il fumo della caldaia, il carbone che arde nel buio. Il fuochista prende la scena, avvolto da un cappotto di pelliccia. Anna cerca senza successo di leggere un romanzo inglese. E in delirio, ricordando gli eventi della serata. Ombre demoniache balenano sopra la sua testa. La lanterna oscilla avanti e indietro, cade la neve, un fascio di luce mostra il fuochista che sta ancora guardando altrove. Anna si guarda in giro e quindi inizia a fare ritorno alla carrozza. In quel momento il fuochista si volta e apre il suo cappotto di pelliccia sentendo il calore. Da sotto il cappotto di pelliccia emerge un Vronskij in uniforme bianca, che stava viaggiando segretamente sullo stesso treno.

La tempesta termina, i passeggeri si affrettano verso le uscite. Karenin arriva con un fiore bianco all'occhiello. Vronskij emerge dalla carrozza. Vronskij passa davanti ai Karenin, inchinandosi e porgendo la mano in segno di saluto. Karenin ha l'aria di chi si appresta alla stretta di mano, ma poi si limita ad aggiustare il fiore all'occhiello e a porgere il braccio ad Anna, dopo di che si allontanano insieme. Anna si volta brevemente a guardare Vronskij, impressionata dal suo coraggio.

Vronskij ricambia il suo sguardo, con la mano ancora tesa in avanti.

C'è un orologio del nonno nella sala da pranzo. I movimenti di Karenin sono sincronizzati con il ticchettio dell'orologio. Lydia Ivanovna viene per il pranzo. Lydia Ivanovna tenta di flirtare con Karenin e osserva Anna di lato. Anna siede decorosamente a braccia conserte e non dice nulla. Serjoza entra con la sua bambinaia e mostra le azioni che ha imparato per una canzone da bambini. Tutti applaudono e la bambinaia porta via nuovamente con sé il bambino.

Un po' di dame ben vestite dell'alta società si sono date convegno nel salone di Betsy Tverskaja. Se ne stanno seduti a gruppi a bere tè e a spettegolare. Betsy Tverskaya ha invitato Vronskij, Anna e Karenin a godersi la serata. Quando Anna e Vronskij arrivano, come dimentichi di tutto e di se stessi, si appartano dagli altri, rivelando la loro relazione al mondo e sconvolgendo Karenin. Anna manda via Karenin.

Karenin rimugina sulle cose accadute. Cerca di leggere, ma si alza di scatto e percorrere la stanza a grandi passi. La sua mente turbina, ossessionata dall'immagine della moglie e della grande umiliazione che gli ha in-flitto. Quando Anna finalmente tornata a casa, Karenin la accusa di comportamento indecente. Cerca di parlare a sua moglie, ma Anna respinge tutti i suoi tentativi di conversazione. Quando Anna finalmente decide di parlare del vero stato dei suoi sentimenti, Alexej Alexandrovic sospira profondamente e, senza dire nient'altro, va in camera da letto.

Quando Anna lo raggiunge, lo trova già nel letto, placidamente addormentato...

Ciò che al tempo stesso pareva inevitabile e impensabile, alla fine è accaduto. Quello che per Anna era un impossibile, terribile - e proprio per questo più affascinante - sogno di felicità, quel desiderio ha avuto compimento. Lui le sta di fronte, pallido, con la mascella tremante, mentre lei gli chiede di calmarsi. Ma ritrovare la calma è un'ardua impresa. L'ebbrezza si tramuta in angoscia al pensiero di quanto la situazione sia senza speranza. Anna cade ai piedi di Vronskij. Avrebbe potuto mettere fine al suo affaire con Vronskij, ma avendo per una volta assaporato la sensazione del vero amore, sarebbe stato un atto di suicidio ritornare alla sua relazione con Karenin. Ha deciso di seguire la chiamata dell'amore. È meglio avere amato ed essersi persi per questo, che non avere amato per nulla.

Anna, persa nei suoi pensieri nella casa estiva di Karenin, non sente Vronskij arrivare. La bellezza della sua intera figura colpisce Vronskij ogni volta come qualcosa di nuovo e inaspettato. Anna gli dice di essere incinta. Questa rivelazione fa trasalire Vronskij. Sullo sfondo c'è Serjoza. Più di ogni altro, il bambino tiene in scacco la loro libertà. Tutto ciò che fanno, sarà fatto al cospetto di qualcuno e al tempo stesso alle spalle di qualcun altro. È inevitabile che si debba porre fine a una situazione così innaturale.