El romance entre mortal y vampiro alcanza nuevas cotas cuando Bella Swan (Kristen Stewart) tienta al destino en su intento de conocer mejor a su amado vampiro, Edward Cullen (Robert Pattinson). A medida que se sume en los misterios del mundo sobrenatural del que ansía formar parte, descubre un par de antiguos secretos que la ponen más en peligro que nunca.
Nada más cumplir Bella 18 años, Edward decide abandonarla con intención de protegerla. Una desconsolada Bella se ve pasando su último año de instituto sola, medio dormida e insensible, hasta que descubre que puede visualizar la imagen de Edward siempre que corre peligro. Su deseo de estar con él a toda costa la lleva a asumir riesgos cada vez mayores, e incluso llega a aficionarse a correr temerariamente en moto a toda velocidad.
Con la ayuda de Jacob Black (Taylor Lautner), su amigo de la infancia y miembro de la misteriosa tribu quileute, Bella restaura una moto para sus aventuras. El gélido corazón de Bella se va descongelando poco a poco gracias a su creciente relación con Jacob, que guarda su propio secreto sobrenatural.
Cuando Bella deambula sola hasta un prado, se encuentra cara a cara con un letal atacante. Tan solo la intervención de una manada de lobos sobrenaturalmente grandes la salva de una espeluznante muerte y el encuentro deja terriblemente claro que Bella todavía corre grave peligro. En una carrera contra reloj, Bella descubre el antiguo secreto de la tribu quileute y el auténtico motivo por el cual Edward la dejó. También afronta la posibilidad de una reunión potencialmente mortal con su amado muy distinta de la que esperaba.