У цей час доповіли про прихід Сергія Олексійовича, і Стіва не одразу зрозумів, що мова йде про сина Анни Серьожу. Каренін нагадав, що сину ніколи не говорять про його матір, що він довго хворів після непередбаченого побачення з нею. Серьожа мав вигляд здоровий і веселий, але, побачивши Облонського, почервонів і відвернувся. Степан Аркадійович почав розпитувати про його життя і взяв за руку, але тільки-но випустив її, Серьожа, як пташка з клітки, кинувся з кімнати.
Уже минув рік відтоді, як Серьожа востаннє бачив матір. Тепер він уже ходив до школи, і спогади про неї відступили перед новими враженнями. Але, коли він побачив свого дядька, дуже схожого на неї, він пригадав свої почуття до матері, яких тепер соромився. Степан Аркадійович наздогнав Серьожу на сходах і розговорився з ним. За відсутності батька Серьожа почувався вільніше і розповідав про шкільні розваги. Облонський не втримався і запитав, чи пам'ятає той матір. Серьожа почервонів, сказав, що не пам'ятає, і більше не хотів говорити з дядьком. Лише через півгодини вихователь відшукав його і не міг зрозуміти, чи той плаче, чи злиться на когось. Серьожа не відповідав на запитання, а лише просив дати йому спокій і говорив це так пристрасно, наче звертався до всього світу.
Степан Аркадійович відчував, що тривале життя в Москві погано впливає на нього. Він доходив до того, що починав турбуватися і настроєм дружини, і дріб'язковими інтересами своєї служби, і вихованням дітей. Але у Петербурзі було зовсім інше життя, і всі турботи забувалися. Тут діти не заважали жити батькам, один князь, наприклад, розповідав Облонському, що має дві сім'ї, законну і незаконну, і навіть познайомив свого старшого сина з незаконною сім'єю, вважаючи це корисним для його розвитку. Грошові справи теж нікого, здається, не турбували, борги не вважалися чимось незвичайним. І на службі був зовсім інший інтерес: влучно сказане слово, вигідна зустріч — і людина могла зробити кар'єру. Облонський навіть молодшав у Петербурзі.
Наступного дня після розмови з Кареніним Степан Аркадійович заїхав до княгині Бетсі, почуваючись таким молодим, що його жартівливі залицяння до господині дому зайшли надто далеко, і Стіва сам не знав, як виплутатись з цього становища: він подобався Бетсі і знав це, вона ж йому не тільки не подобалась, але й була огидна. Він дуже зрадів, що приїхала княгиня Мягка і перервала їхнє усамітнення. Княгиня Мягка наче співчуває Анні, шкодує, що не знала про її приїзд у Петербург, а то б скрізь її супроводжувала, розпитує про її теперішнє життя. Але коли Облонський намагається розповісти про справжнє положення Анни, княгиня не слухає, а поспішає висловити свої думки про Кареніна, Анну, світ. Вона розповідає, що Каренін під впливом Лідії Іванівни захопився модним медіумом, якого недавно привезли в Росію, що цей медіум так всіх причарував, що одна графиня навіть всиновила його і тепер він має ім'я графа Беззубова. Вона сказала, що доля Анни залежить тепер від цього медіума, бо ні Лідія Іванівна, ні Каренін нічого не вирішують без нього.
Після обіду Облонський поїхав до Лідії Іванівни, де призначив йому зустріч Каренін. Лакей повідомив йому, що граф Беззубов теж приїхав. Стіва здивувався, але подумав, що добре було б ближче познайомитись з Лідією Іванівною, адже вона має вплив у вищому світі, і якщо замовить слівце Поморському, то він матиме ту посаду, на яку намірився. Господиня знайомить Облонського з медіумом, який справляє на Стіву дивне враження: його погляд водночас і дитячий, і шахрайський. Лідія Іванівна розпочинає розмову про спасіння душі, про "нове серце" Олексія Олександровича, читає якийсь англійський текст про шлях, яким приходить віра. Облонський намагається зрозуміти сутність нового релігійного вчення, уважно слухає, але в голові все наморочиться, а під час читання він навіть заснув. Медіум теж був заснув, але його сон не ображає господиню, а, навпаки, радує: тепер він готовий відповісти на питання, що хвилюють Кареніна. Стіві здається, що медіум лише прикинувся сплячим. Подальших спостережень Облонський не встиг зробити, бо медіум із глибини свого сну велів йому вийти з кімнати. Степан Аркадійович, забувши про те, що хотів просити Лідію Іванівну замовити за нього слівце, забувши справу сестри, навшпиньках вийшов з кімнати і прожогом кинувся з цього дому. На вулиці він довго розмовляв і жартував з візниками, щоб скоріше прийти до тями.
Другого дня Олексій Олександрович Каренін відмовився дати Анні розлучення.
Хоча Вронський та Анна давно вже намірились їхати в село, вони продовжували жити у Москві, і злагоди між ними не було. Анну мучило усвідомлення, що кохання Вронського згасає, а Вронського — каяття, що заради неї він поставив себе у таке складне становище, яке сама Анна ще більше ускладнювала. Це внутрішнє незадоволення одне одним породжувало суперечки, які траплялися тепер вже майже щодня. Кожне його слово вона сприймала як доказ, що він кохає її менше, ніж раніше. Вона ревнувала його і не могла справитися з роздратуванням проти нього і всього світу. Часом вона намагалася опанувати себе, розуміючи, що така її поведінка відштовхує його. Якось після суперечки Вронський на цілий день поїхав з дому, Анна почувалася самотньою, їй Тяжко було переносити незлагоду. Вона хотіла все простити і примиритися з ним, тому звинувачувала себе і виправдовувала його. Вона вирішила визнати себе винною, хоча такою не почувалася, і звеліла принести скрині та готуватися до від'їзду в село. Вронський приїхав пізно, але у гарному настрої і був радий, що Анна готувалася їхати. Його самовпевнений тон, коли він схвалював її рішення, неначе вона була дитиною, що перестала вередувати, образив Анну, проте вона не піддалась бажанню розпочати боротьбу. Але коли він сказав, що не може їхати післязавтра, бо повинен бути в матері, ревнощі засліпили Анні очі. Без усякої логіки, нічим не мотивуючи своєї вимоги, Анна заявила, що поїде або післязавтра, або ніколи. Вони знову посварилися, пригадали й минулі образи. Але ще ніколи вони у своїх звинуваченнях не заходили так далеко. Анна висловила потаємний біль своєї душі: вона хоче тільки кохання, а його вже немає, тому кінець їхнім стосункам. Залишившись на самоті, вона подумала про те, куди можна поїхати з його дому, що будуть говорити її знайомі, але ці думки не займали її душу. У ній народжувалась якась нова думка, якої вона не могла ще усвідомити. Вона пригадала свого чоловіка і подумала, як тоді, чому вона не померла. Раптом вона зрозуміла, що та нова думка — думка про смерть. Вона побачила в цьому єдиний порятунок від сорому і ганьби, вона уявила, як Вронський буде каятися, страждати і любити її після смерті. Від цих думок її відвернув Вронський, який прийшов сказати, що він згоден їхати тоді, коли вона того хоче. Анна розридалася, Вронський запевняв її у своєму коханні. Її відчай змінився пристрасною ніжністю до нього. Ранком наступного дня після примирення Анна складала речі, готувалася їхати, і їй було байдуже, від'їдуть вони того дня, коли вона хотіла, чи іншого. Але за сніданком вони знову посварилися. Вронський отримав телеграму від Облонського, у якій не було нічого певного сказано про розлучення, і не хотів, щоб Анна зайвий раз хвилювалася, тому нічого не сказав їй. Але Анна довідалась про телеграму і вирішила, що він приховує так своє листування з жінками. Вона знову почала докоряти Вронському, тепер вже тим, що їй байдуже, буде розлучення чи ні, що це важливо тільки для нього, їй достатньо кохання. Коли вона говорила про кохання, він мимоволі зморщився. Анна докоряє Вронському, що його мати хоче його одружити, називає її жінкою без серця. Вронський, який насправді не любив і не поважав матір, вимагає, щоб Анна говорила про неї шанобливо. Ненависть вже блищала у її очах, коли вона вказувала на це лицемірство Вронського. Прийшов Яшвін, і Анна стримала бурю своїх почуттів. Яшвін виграв у карти у свого знайомого майже всі його гроші. Анна запитала, чи не відчуває Яшвін співчуття до нещасного, Яшвін говорить, що той, хто з ним сідає грати, теж хоче залишити його без сорочки, що ця боротьба й приносить задоволення. Перед тим, як їхати з дому, Вронський зайшов до Анни, але її вигляд і холодні слова не обіцяли примирення. Він вирішив: якщо вона хоче себе мучити, то хай мучить.
Коли Вронський повернувся додому, йому сказали, що в Анни Аркадіївни болить голова і вона просила не турбувати. Анна чула, як він повернувся, як йому сказали про неї, але вона насправді так загадала, щоб він не звернув ні на що уваги й піднявся до неї, тоді вона знов повірить у його кохання. Але він послухав служницю і більше нічого не хотів знати. Це кінець, вирішила Анна. Смерть як засіб відновити його кохання, покарати його і бодай так здобути перемогу знову уявилась їй. Вона прийняла тепер уже звичну дозу опіуму, і думки, здавалося, приносили їй насолоду. Але раптом вона злякалася: враз через усю стелю простяглася тінь, і світло потьмарилося в кімнаті. Свіча, згорівши, потухла, але їй здалося, то смерть прийшла по неї. Анна жахнулася, запалила нову свічку і відчула, що вона хоче жити, кохати, що це можливо. Вона встала і пішла до Вронського. Він спав, Анна дивилась на нього з ніжністю, але не збудила, бо знала, що його погляд викаже його перемогу, що вона не зможе говорити про свою любов, поки не доведе йому, як він винен перед нею. Вона повернулася до себе, знову прийняла опіум і заснула важким сном. Їй снився давній сон: той самий брудний чоловічок з бородою щось робить із залізом і белькоче французькі слова, тепер вона відчувала, що він робить щось страшне і над нею.
Анна прокинулась, і увесь вчорашній день пригадався їй, але вона запевнила себе, що то була звичайна суперечка. Вже хотіла йти до Вронського миритися, але побачила у вікно, як він люб'язно говорить із дівчиною в кареті, яка передає йому якісь папери. Все, що сталося вчора, по-новому постало перед нею: треба негайно залишити його дім. Анна увійшла до Вронського повідомити про своє рішення, він читав листа і сказав, що готовий тепер до від'їзду. Він бачив її відчай і вирішив спокійно сказати, що то за листа він отримав: листа і гроші він отримав від матері, а привезла його княгиня Сорокіна, то він розмовляв з її дочкою.