Вронский, как и Каренин, способен обнаружить в себе лучшие качества. В романе рассказывается, например, о том, что он уступил доход с отцовских имений старшему брату, командиру гвардейского полка, который нуждался в деньгах. Вронский честолюбив, но ради Анны готов пожертвовать служебной карьерой, причем блестящей. Герои романа живут в преддверии большой войны (Русско-турецкая война начнется в апреле 1877 года), и бывший соученик Вронского, молодой генерал Серпуховской (его возможным прототипом был генерал Скобелев) предлагает старому товарищу войти в свою военно-придворную «партию», которой предстоит большое будущее. Однако ради любви Вронский отказывается от этой перспективы и уходит в отставку, жертвуя, таким образом, тем, что раньше считал самым главным в жизни. Наконец, Вронский способен к самокритике. Для Толстого всегда была важна способность человека посмотреть на себя со стороны. В романе есть эпизод, когда Вронский оказался прикомандирован к некоему иностранному принцу, прибывшему в Россию для изучения национальных удовольствий («…из всех русских удовольствий более всего нравились принцу французские актрисы, балетная танцовщица и шампанское с белою печатью», – иронически замечает Толстой). И Вронский, наблюдая за этим принцем, узнает в нем себя самого: «Это был очень глупый, очень самоуверенный, очень здоровый и очень чистоплотный человек – и больше ничего». Глядя на принца, Вронский думает: «Глупая говядина! Неужели и я такой?» Это еще не развитая душевная жизнь, которую выше всего ценил Толстой, но важный шаг к ней – начало сомнения и самоанализа.

Надо заметить, что современники очень по-разному трактовали образ Вронского. Сатирик-демократ Михаил Салтыков-Щедрин в 1875 году начал писать пародию на намеченную в первых главах романа любовную линию, свою повесть он хотел назвать «Влюбленный бык». Критик и идеолог народничества Николай Михайловский назвал Вронского кентавром, в котором не разберешь, где кончается превосходный кровный жеребец и где начинается человек, «доступный благородным чувствам и романтическим порываниям». А консервативный публицист, монархист и православный фундаменталист Константин Леонтьев увидел во Вронском «надежду России».

В трагедии неудавшейся семьи Анны и Вронского есть большая доля вины Вронского, и Толстой объясняет это, исходя из привычек и воспитания Вронского. Сначала любовь меняет Вронского, делает его другим человеком, но затем в его жизни все постепенно возвращается на круги своя. А в последний период совместной жизни между Анной и Вронским начинается глухая борьба. «Вронский, – отмечает Толстой, – никогда не знал семейной жизни. Мать его была в молодости блестящая светская женщина, имевшая во время замужества, и в особенности после, много романов, известных всему свету. Отца своего он почти не помнил и был воспитан в Пажеском корпусе». Воспитанный таким образом, Вронский и после начала совместной жизни с Анной стремится во всем сохранить самостоятельность и привычки холостяка. Анна же воспринимает это как знак охлаждения с его стороны. Сожительство постепенно становится мучительным, превращается в непрерывную череду ссор и взаимных обид.

Кроме того, Анне приходится делать выбор между Вронским и сыном от Каренина: оставаясь с возлюбленным, она лишается возможности встречаться с ребенком (один из самых трогательных эпизодов романа – посещение Анной своего прежнего дома и свидание с Сережей).

В финале сходятся все «несчастливые» линии. Анна оказывается совершенно отвергнута обществом: дамы в театре даже не хотят сидеть с ней в соседней ложе. Такое положение для нее мучительно и невыносимо. С другой стороны, она ничего не может изменить, потому что Каренин окончательно отказывает в разводе, и при этом Анна окончательно лишается надежды видеться с сыном. Наконец, она чувствует, что в ее отношениях с Вронским возникла трещина, которая расширяется и углубляется с каждым днем. Анна постоянно ревнует Вронского – как потом выясняется, без всякого повода. «Для нее весь он, со всеми его привычками, мыслями, желаниями, со всем его душевным и физическим складом, был одно – любовь к женщинам, и эта любовь, которая, по ее чувству, должна была быть вся сосредоточена на ней одной, любовь эта уменьшилась; следовательно, по ее рассуждению, он должен был часть любви перенести на других или на другую женщину, – и она ревновала». В финале Анна видит единственный для себя выход – самоубийство. В предсмертном монологе она говорит: «Все неправда, все ложь, все обман, все зло!..»