Он, отрицавший романтику любви, сам влюбился романтически, безнадежно. В конфликт вступают его чувства и прежние убеждения, что делает отношения с Одинцовой сложными и подчас болезненными для героя.
Красавица Анна Сергеевна Одинцова — натура сильная, глубокая, независимая, наделенная развитым умом, но при этом она холодна и эгоистична. В чем-то она похожа на Базарова: как и он, она свысока относится к другим людям, ощущая свое превосходство над ними. Она единственная в романе верно поняла сложный и противоречивый характер Базарова, по достоинству оценила его, поняла глубину и силу возникшего в нем чувства. Казалось бы, все это могло привести к прочному союзу героев. Ведь оба они, по сути, очень одиноки. Одинцова, как и Базаров, чувствует, что силы ее богатой натуры остаются нереализованными.
Но что ждет ее с Базаровым? Сцена объяснения героя в любви показывает, что гармонии в их взаимоотношениях нет и быть не может. Недаром Анну Сергеевну так пугает какая-то скрытая, но порой вырывающаяся наружу грозная сила, таящаяся в Базарове. Ему хватает мужества признать, что он влюблен, как настоящий романтик, но сознание этого вызывает у него самого злость — то ли на себя, то ли на Одинцову. С другой стороны, ей самой не хватает смелости и решимости, чтобы связать с ним свою судьбу. Насыщенной, непредсказуемой, но крайне трудной жизни с этим необыкновенным человеком она предпочитает несколько скучное, но весьма комфортное существование в привычных для нее условиях богатого аристократического круга. В конце романа мы узнаем, что Анна Сергеевна весьма удачно вышла замуж и вполне удовлетворена своей жизнью. Так что ответственность за несложившиеся отношения с Базаровым лежит и на ней.
И лишь сцена смерти героя снимает те острые противоречия, которые так наглядно проявились в его любви к Одинцовой. Может быть, только во время последнего свидания с умирающим Базаровым она поняла, что потеряла самое ценное в своей жизни. Он же больше не пытается противостоять своему чувству, и оно выливается в поэтическом признании: «Дуньте на умирающую лампаду, и пусть она погаснет». Но эта гармония лишь на короткий миг освещает героев, так и не сумевших воплотить ее в жизнь.