Baseado no clássico "Anna Karenina”, de Léon Tolstoï.
Anna Karenina marca o retorno do cineasta Joe Wright para as adaptações da literatura. Seus filmes Orgulho e Preconceito (2005) e Desejo e Reparação (2007) foram muito bem aceitos pela crítica e público.
Robert Pattinson esteve cotado para interpretar o conde Vronsky.
James McAvoy foi convidado para interpretar Levin, mas recusou o papel.
Saoirse Ronan foi convidada para interpretar Kitty, mas não aceitou a proposta para poder atuar em Byzantium (2012) e A Hospedeira (2013).
Cate Blanchett, Benedict Cumberbatch e Andrea Riseborough receberam propostas para integrar o elenco, mas recusaram a oferta.
É o 2º filme em que Keira Knightley e Matthew Macfadyen atuam juntos. O anterior foi Orgulho e Preconceito (2005).