Вронский испытывал досаду из-за умышленного непонимания Анной ее положения, его это даже злило. Ему хотелось сказать ей, что «появиться в театре — значило не только признать свое положение погибшей женщины, но и бросить вызов свету, то есть навсегда отречься от него». Выход в свет завершился катастрофой. Вскоре после этого она, Вронский и их маленькая дочь уехали в его имение, где и обосновались на постоянное жительство.
Какое-то время Анна была там счастлива. Своей невестке Долли, одному из немногих людей, которые все еще поддерживали с ней связь, она призналась: «Со мной случилось что-то волшебное. Я пережила мучительное, страшное и теперь уже давно, особенно с тех пор, как мы здесь, так счастлива!»
Но счастье ее быстро улетучивалось. Она не могла видеть сына и оказалась неспособной проникнуться подлинной любовью к дочери, которая по российским законам получила фамилию Каренина и должна была находиться под опекой мужа, поскольку Анна так и не была с ним разведена. Это обстоятельство беспокоило и Вронского, поскольку до тех пор, пока они с Анной не заключили брак, все дети, которые могли у них родиться, по закону должны были считаться детьми Каренина. Он настоятельно просил Анну обсудить вопрос о разводе, и она неохотно согласилась.
В это время Анна много читала, она стала интеллектуальной собеседницей Вронского, продолжая оставаться его любовницей. Но, постоянно пребывая в изоляции и одиночестве, она требовала, чтобы тот всю свою жизнь посвятил ей. Чем более требовательной становилась она, тем более охладевал к ней Вронский. В ужасе при мысли о том, что может его потерять, Анна шла на всякие уловки, закатывала истерики, несправедливо его обвиняла. Как-то в момент прозрения она поняла, что занимается саморазрушением. «Моя любовь все делается страстнее и себялюбивее, а его все гаснет и гаснет, и вот отчего мы расходимся», — думала она.
У меня все в нем одном, и я требую, чтоб он весь больше и больше отдавался мне… Если б я могла быть чем-нибудь, кроме любовницы, страстно любящей одни его ласки; но я не могу и не хочу быть ничем другим. И я этим желанием возбуждаю в нем отвращение, а он во мне злобу, и это не может быть иначе… Он уж давно не любит меня. А где кончается любовь, там начинается ненависть.
Позже в тот же день, стоя на платформе железнодорожной станции, она решила броситься под колеса проезжавшего поезда, чтобы «наказать его [Вронского] и избавиться от всех и от себя». В последний момент, когда Анна оказалась под вагоном и «легким движением, как бы готовясь тотчас же встать, опустилась на колена», она вдруг «ужаснулась тому, что делала», и попыталась подняться. Но было слишком поздно. Через мгновение «огромный, неумолимый» металлический гигант лишил ее жизни. По мнению настроенной против Анны матери Вронского, «она кончила, как и должна была кончить такая женщина. Даже смерть она выбрала подлую, низкую».