Сохраняющаяся неопределенность отношений мучительна и для Вронского, в глубине души любящего порядок и имеющего незыблемый свод правил поведения. Он впервые в жизни не знает, как вести себя дальше, как привести свою любовь к Анне в согласие с житейскими правилами. В случае соединения с нею он вынужден будет выйти в отставку, и это тоже непросто для него: Вронский любит полковую жизнь, пользуется уважением товарищей; к тому же он честолюбив.
Жизнь троих людей опутана паутиной лжи. Жалость к мужу чередуется у Анны с отвращением; она не может не встречаться с Вронским, как того требует Алексей Александрович. Наконец наступают роды, во время которых Анна едва не умирает. Лежа в родильной горячке, она просит прощения у Алексея Александровича, и у ее постели он испытывает жалость к жене, умиленное сострадание и духовную радость. Вронский же, которого Анна в беспамятстве отвергает, переживает жгучий стыд и унижение. Он пытается застрелиться, но его спасают.
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.