No aniversário de 18 anos de Bella, Edward e os outros Cullen fazem uma festa especial para ela na sua mansão. Porém, ao tentar abrir um dos presentes, Bella acaba se cortando e deixa Jasper sedento, por ser o mais novo "vegetariano". Edward fica transtornado por colocar Bella repentinamente em perigo, e decide mudar-se com a sua família, deixando Bella para trás. Para ser mais fácil a partida e para Bella poder seguir a sua vida, como se nada tivesse acontecido, Edward diz-lhe que não a ama. Quatro meses depois da partida de Edward, Charlie fica irritado por Bella ainda se encontrar tão apática, e ameaça mandá-la para Jacksonville com sua mãe. Bella tem um acesso de fúria e Charlie decide que Bella pode ficar, desde que volte a sair com os seus amigos (A jovem nunca mais falara com ninguém desde a partida de Edward). Decidida a ficar em Forks, ela vai com sua colega de sala Jessica ao cinema, mas, após o filme, ela se vê em uma situação semelhante a que viveu no primeiro livro, quando um grupo de homens a chama perto de um bar, ela se aproxima e é veementemente repreendida pela voz de Edward, na forma de uma alucinação. Ela percebe que para ouvir novamente a voz dele com tanta perfeição precisa passar por situações que possam causar algum tipo de perigo. Para ouvir essa voz, Bella adquire duas motos e começa a passar as tardes na casa de Jacob Black, em La Push. Ele conserta as motos pra ela e promete ensiná-la a pilotar. Quando as motos ficam prontas, Jacob e Bella vão à praia com elas, e vêem Sam Uley e os seus companheiros pulando de um penhasco. O jovem conta-lhe estar desconfiado de que Sam pertença a uma quadrilha, e promete levá-la para pular do penhasco um dia, já que Bella demonstrou interesse (ele não sabia o motivo do repentino interesse da garota por esportes radicais, ouvir a voz de Edward).
Uma noite, Jacob, Bella e Mike vão ao cinema, e Mike transmite uma virose para Bella. Jacob, ao chegar a casa, é alertado por Billy sobre o seu estado, e este transforma-se num lobisomem (Bella ainda não sabe desse fato). Como eles devem manter a sua existência em segredo, ele diz a Bella que contraiu mononucleose. Ela fica desesperada, pois a média de recuperação dessa doença é de aproximadamente um mês. Bella, entediada com a distância entre ela e Jacob, decide tentar sozinha a ida a clareira na qual Edward a levou, onde encontra-se com Laurent, que decide matá-la para se alimentar, mas aparecem lobos gigantes que o perseguem e a salvam. Porém, duas semanas depois do início da doença, Jacob "melhora" e começa a andar com o grupo de Sam Uley. Bella quer esclarecimentos, porém acaba brigando com Jacob. Ele tenta fazer as pazes dando dicas de seu segredo, quando Bella descobre que Jacob é um lobisomem ele conta a Bella que eles mataram Laurent e estão perseguindo a "parceira" dele (na verdade, velha amiga), uma vampira ruiva. Bella se desespera, pois sabe que Victoria na verdade está atrás dela para vingar James, e não Laurent, mas Victoria consegue sempre fugir dos lobos.
Chegam as férias de Primavera. Numa tarde, enquanto Jacob e os outros lobisomens caçam Victoria, Bella decide pular do penhasco sozinha, a corrente uma tempestade estraga seus planos e ela é pega por uma forte correnteza que quase a afoga, porém Jacob a salva. Alice Cullen tem uma visão de Bella pulando, mas não saindo da água, e corre até Forks. Porém, ao chegar lá, vê que Bella foi salva por Jacob e fica frustrada pelo fato de que nas suas visões não aparecem os lobisomens. Rosalie Hale, confiante na visão de Alice, conta a Edward que Bella morreu, e Edward telefona para a casa dos Swan para confirmar. Nesse momento, na casa de Bella, estão Jacob, Bella e Alice (escondida de Jacob), e Jacob atende o telefone. Edward identifica-se como Carlisle, e pergunta onde está Charlie. Jacob diz "no enterro" . Edward, pensando que Bella está morta, vai até Volterra, na Itália, para se suicidar. O que Edward não sabe é que Charlie não está no enterro de Bella, mas sim no de Harry, que teve um ataque cardíaco enquanto Bella pulava do penhasco. Alice entra na sala de Bella, onde ela está com Jacob e pergunta a ele o que ele disse, pois Edward mentiu ser Carlisle e Rosalie contou-lhe que Bella "havia morrido". Quando Alice conta a Bella que Edward está a caminho de Itália, Bella fica apavorada, pois sabe que Edward se irá expor como vampiro, para se matar. Alice e Bella chegam a tempo de impedir a exposição de Edward, e os três, antes de voltar, têm que falar com Aro, um dos três Volturi. Aro fica fascinado pelo poder dos dois (Edward e Alice), e quer que eles se juntem aos Volturi. Nenhum deles aceita. Ao voltar para Forks, Edward diz a Bella que sempre a amou, e que mentiu para Bella seguir a sua vida normalmente, sem nenhum risco. Bella perdoa-o e ele diz que nunca mais partirá, porque os riscos de Bella sem ele são muito maiores, pois "Bella está no meio de Victoria e dos cães" (os lobisomens) e a pede em casamento, mas Bella não aceita, pois acha que ainda é jovem demais para se casar. O livro termina com os Cullen a votar se Bella deverá ou não ser transformada em vampira, uma vez que os Volturi consideram que a jovem sabe demais sobre a sua espécie.
Os Cullen e os Swan
- Kristen Stewart como Bella Swan, uma jovem que se apaixona por Edward Cullen. Sua vida sofre uma mudança drástica quando ele a abandona..
- Robert Pattinson como Edward Cullen, um vampiro, membro da família Cullen e interesse amoroso de Bella. Em grande parte do filme, Edward aparece apenas como invenção da imaginação de Bella.
- Peter Facinelli como Carlisle Cullen, um vampiro médico, figura paterna da família Cullen.
- Elizabeth Reaser como Esme Cullen, esposa de Carlisle e figura materna dos Cullen.
- Ashley Greene como Alice Cullen, membro da família Cullen, torna-se uma amiga próxima de Bella. Greene explicou que gostaria de aumentar sua força e resistência para Lua Nova e disse, "Em comparação com o primeiro filme é uma parte muito maior para mim..."
- Jackson Rathbone como Jasper Hale, um membro da família Cullen que sente desejo pelo sangue de Bella quando ela se corta com papel. Rathbone declarou que esta é sua cena favorita e que está animado para filmar [a cena].
- Nikki Reed como Rosalie Hale, membro da família Cullen, parceira de de Emmett Cullen, ela não gosta de Bella. Reed, que é morena, disse que não pintaria o cabelo para esse filme. "Demorou 36 horas para me fazer loira inicialmente, e todos os outros dias, eu estava fazendo o branqueamento do meu cabelo e da minha pele, " Reed recorda. "Desta vez, estamos testando diferentes perucas e tudo mais".
- Kellan Lutz como Emmett Cullen, membro da família Cullen. Sobre o filme, Lutz disse, "Conversei com os produtores e eles disseram que tenho um monte de partes engraçadas".
- Billy Burke como Charlie Swan, pai de Bel
- Taylor Lautner como Jacob Black, um amigo de infância de Bella, se aproxima bastante dela depois que Edward vai embora e que se transforma em um lobisomem
- Chaske Spencer como Sam Uley, líder do bando de lobos que protege os humanos de predadores vampiros.
- Tinsel Korey como Emily Young, noiva de Sam e figura materna do bando de lobos.
- Tyson Houseman como Quil Ateara, um dos melhores amigos de Jacob e eventual membro do bando.
- Alex Meraz como Paul, um membro instável do bando.
- Kiowa Gordon como Embry Call, um dos melhores amigos de Jacob.
- Bronson Pelletier como Jared, um membro do bando de lobos
- Graham Greene como Harry Clearwater, um Quileute mais velho e amigo do pai de Bella, Charlie.
- Gil Birmingham como Billy Black, um Quileute mais velho, pai de Jacob e amigo de Charlie.
Vampiros nômades
- Rachelle Lefèvre como Victoria, a vampira que quer matar Bella para vingar a morte de seu parceiro, James.
- Edi Gathegi como Laurent, um vampiro que tenta matar Bella.
Os Volturi
- Michael Sheen como Aro, o líder dos Volturi, um antigo clã italiano de vampiros. Tem a habilidade de ouvir os pensamentos que uma pessoa teve em qualquer momento, se tiver contato físico com ela. Sobre o personagem, Chris Weitz declarou que "[ele é] superficialmente, um vampiro muito gracioso e amigável, mas debaixo é uma tremenda ameaça".
- Jamie Campbell Bower como Caius, um dos líderes dos Volturi.
- Christopher Heyerdahl como Marcus, um dos líderes dos Volturi, pode ler relacionamentos.
- Dakota Fanning como Jane, membro da guarda dos Volturi que tem a habilidade de torturar as pessoas com ilusões de dor.
- Cameron Bright como Alec, irmão gêmeo de Jane, pode controlar os sentidos das pessoas.
- Charlie Bewley como Demetri, um membro da guarda dos Volturi, capaz de encontrar as pessoas através dos seus pensamentos.
- Daniel Cudmore como Felix, um violento membro da guarda dos Volturi.
- Noot Seear como Heidi, uma vampira que leva humanos para os Volturi se alimentarem.
- Justine Wachsberger como Gianna, uma humana que trabalha para os Volturi.
Humanos
- Michael Welch como Mike Newton, amigo de Bella
- Anna Kendrick como Jessica Stanley, amiga de Bella.
- Christian Serratos como Angela Weber, amiga de Bella
- Justin Chon como Eric Yorkie, amigo de Bella.
