В 1904 году, на фоне Русско-японской войны, действия разворачиваются в Маньчжурии, где вместе с армией отступает госпитальный обоз. Старший ординатор Сергей Каренин берет на себя руководство госпиталем, который располагается в полузаброшенной китайской деревне. В процессе своей работы он проводит операцию на раненом полковнике, имя которого вызывает у него особые чувства. Этот полковник — Алексей Кириллович Вронский, и, услышав фамилию хирурга, он невольно вздрагивает, так как она ему знакома.
В одну из ночей Сергей решает выяснить причину трагической судьбы своей матери, Анны Карениной, которая, по слухам, покончила с собой, бросившись под поезд. Он приходит в палату к Вронскому, чтобы тот рассказал о событиях, предшествовавших этой трагедии. Вронский начинает свой рассказ, постепенно погружая Сергея в воспоминания о прошлом, о любви и страданиях, которые привели к этому роковому моменту. Словно по ниточке, он воссоздает историю, в которой переплетаются судьбы людей, их надежды и разочарования, оставляя в сердце Сергея множество вопросов и размышлений о жизни, любви и утрате.