Isabella Swan decide di trasferirsi dalla soleggiata Phoenix alla piovosa cittadina di Forks nello stato di Washington per vivere con il padre Charlie e lasciare libera la madre, Renée, di viaggiare con il nuovo marito Phil Dwyer, un giocatore di baseball di serie B.

Alla nuova scuola, Bella (come preferisce farsi chiamare) viene accettata in fretta dai compagni e molti ragazzi le dedicano attenzioni, ma Bella continua a pensare che Forks sia una città noiosa, finché non incontra lo sguardo di Edward Cullen durante la pausa pranzo scolastica. Osservandolo accuratamente, Bella capisce che Edward nasconde qualcosa, ma nessuna delle sue teorie la porta a comprendere la reale natura soprannaturale del ragazzo.

Bella è convinta che Edward la odi dal primo momento in cui l’ha incontrata, ma questo suo comportamento cambia gradualmente, fino ad indurlo a salvarla da un furgoncino che sta per investirla. Anche dopo il salvataggio, Edward continua a sostenere di essere pericoloso ed esorta Bella di stargli lontano. Successivamente, Jacob Black, figlio di Billy, caro amico del padre di Bella, appartenente alla tribù dei Quileute, le racconta una leggenda secondo la quale i Cullen sono banditi dalla riserva indiana in quanto vampiri, nonostante si siano imposti di mangiare solo sangue di animale e mai umano. Sebbene la natura di Edward e della sua famiglia crei non pochi problemi, lui e Bella si innamorano. La loro preoccupazione principale nasce dal fatto che Edward è irresistibilmente attratto dall’odore del sangue della ragazza e deve trattenersi dal morderla.

La sera in cui Bella viene invitata ad assistere ad una partita di baseball giocata da Edward e famiglia, tre vampiri, James, Victoria e Laurent, fanno la loro apparizione dal bosco e sentono l’odore di Bella. James, un segugio impeccabile, inizia a darle la caccia e Bella, aiutata dai Cullen, è costretta a scappare a Phoenix. Con un inganno, James riesce ad attirare Bella nella sua vecchia scuola di ballo per ucciderla. Bella viene morsa da James, e solo l’intervento provvidenziale di Edward, che resiste alla tentazione del suo sangue grazie all'amore che prova per lei, la salverà dalla trasformazione. Il giorno del ballo di fine anno, Bella chiede nuovamente ad Edward di trasformarla in vampiro, ma lui si oppone.

Isabella Swan si trova suo malgrado coinvolta in una festa per il suo diciottesimo compleanno organizzata dai Cullen, famiglia di vampiri di cui fa parte Edward, suo eterno amore. Bella finisce però col ferirsi accidentalmente con la carta del pacchetto di un regalo, scatenando la sete incontrollabile di Jasper (uno dei fratelli di Edward, meno allenato alla loro scelta di astensione dal sangue umano) e la sua conseguente reazione violenta: Edward si troverà così costretto a dover intervenire per proteggerla da un membro della sua stessa famiglia. Questo fatto lo condurrà a rendersi conto che per Bella lui e la sua famiglia non sono altro che una fonte perenne di pericoli mortali. Così i Cullen decidono improvvisamente di lasciare Forks e Bella, nella speranza che dimentichi l'amore di Edward e si ricostruisca una vita propria più normale possibile.
Bella al contrario cadrà in una profonda e dolorosissima depressione a causa di quell' abbandono e di quelle bugie dette da Edward nella speranza di farsi dimenticare. Una crisi profonda dal quale uscirà molto tempo dopo e solo parzialmente grazie all'amicizia di Jacob Black (conosciuto in Twilight), che verrà presto messa in crisi da un nuovo segreto: Jacob Black è diventato un licantropo come altri ragazzi della riserva, ma inizialmente deve tenerglielo segreto, ed è costretto a starle lontano. Ma non potendo resistere continua a frequentare Bella regolarmente, anche se li altri ragazzi della riserva inizialmete si oppongono per via dell'amicizia di Bella con i Cullen.
Alice tornerà a Forks poiché, a causa delle sue visioni, penserà che l'amica umana si sia suicidata buttandosi da uno scoglio. In realtà Bella viene salvata dall'aiuto provvidenziale di Jacob che, essendo un licantropo, non può comparire nelle visioni di Alice. A causa dell'aiuto di Jacob stesso però,la falsa notizia giunge fino ad Edward, che, per la disperazione, scappa in Italia, a Volterra, allo scopo di scatenare l'ira dei Volturi (la famiglia nobile che protegge il segreto dei vampiri), affinché lo uccidano.
Alice e Bella riescono a salvare Edward ed ad andare via da Volterra, promettendo ai Volturi che Bella sarebbe diventata una vampira (poiché nessun umano poteva conoscere l'esistenza dei vampiri) e tornare a Forks, dove Edward la assicura che l'ama e che la decisione di andarsene era stata presa solamente al fine di proteggerla. Isabella è inizialmente confusa, e fa fatica a convincersi di ciò, esistendo la possibilità che lui lo stesse dicendo solo per evitare che si uccidesse.
Edward chiederà la sua mano, ma lei accetterà solo quando le viene promesso di essere trasformata subito dopo le nozze, che si terranno dopo il diploma.

Bella, dopo essere tornata a Forks con Edward, deve affrontare la scelta tra lui e il licantropo Jacob. La decisione viene resa sempre più difficile a causa della incombente minaccia di Victoria, che vuole vendicare la morte del compagno James, ucciso dai Cullen. Nel frattempo, a Seattle, una serie di misteriosi omicidi sta diffondendo la paura di un nuovo serial killer. Tutto questo non riesce a distogliere i giovani protagonisti dall'imminente arrivo del diploma, data significativa soprattutto per Bella, poiché rappresenterà l'ultima tappa della sua vita da mortale. Intanto, Edward cerca di impedire in tutti i modi che Bella frequenti Jacob, con grande disappunto di entrambi; in seguito diventerà più permissivo, riconoscendo che in compagnia di Jacob Bella è ugualmente al sicuro. Intanto Victoria continua a cercare di penetrare il muro di protezione costituito dai Cullen e dal branco di licantropi Quileute, sfruttando talvolta gli attriti tra le due bande. Mentre è in casa dei Cullen, riuniti per creare una strategia, Bella apprende la storia di Jasper, che espone anche la sua teoria: non è un serial killer qualsiasi ad imperversare a Seattle, bensì una banda di vampiri neonati, guidati da qualcuno. Dopo che il gruppo di Denali esprime il suo secco rifiuto di collaborare, i Cullen stipulano un accordo con i lupi mannari Quileute in modo che Bella e gli altri umani del posto siano protetti. I licantropi potranno inoltre assistere alla spiegazione che Jasper darà ai Cullen sullo stile di lotta dei neonati.

Il giorno precedente la battaglia, Edward e Bella si rifugiano lontano dal luogo dello scontro. Bella, temendo per la sorte di Edward, lo convince a non partecipare alla lotta. Anche Jacob rimane con loro durante la notte, e tra quest'ultimo ed Edward c'è uno scambio di opinioni. Nonostante le preghiere di Bella, il licantropo non rimane nascosto con lei, approfitta però per rubarle un bacio, dietro il ricatto che, se lei avesse dimostrato che teneva a lui, a sua volta non si sarebbe lasciato uccidere, come minacciava di fare. In quel momento Bella si rende conto di amare anche Jacob, ma questo sentimento finisce solo per acuire il dolore della scelta. Dopo la dipartita di Jacob, a difenderla rimangono solo Edward e Seth. Victoria e Riley, il suo nuovo compagno, giungono al nascondiglio, e, mentre Seth elimina Riley, Edward si occupa di Victoria.

La lotta infuria anche più a valle, combattuta dai Cullen e dai licantropi contro l'esercito di neonati. I neonati vengono uccisi tutti, tranne una, di nome Bree, si è arresa. Carlisle tenta di convertirla alla loro dieta, ma nel campo di battaglia intervengono gli emissari dei Volturi che eliminano la vampira "per non creare precedenti". Bella viene a sapere che Jacob è intervenuto in difesa di Leah Clearwater ed è stato per questo ferito da uno dei vampiri al soldo di Victoria, ma l'ingiuria non è grave e infatti si rimette molto velocemente. Al termine del romanzo, c'è un capitolo scritto dal punto di vista di Jacob: dopo aver ricevuto l'invito alle nozze tra Isabella e Edward, abbandona le spoglie umane e scappa lontano senza meta.