Quando i fratelli Jasper e Rosalie pianificano di uccidere Bella per nascondere il segreto della famiglia, Edward comincia a rendersi conto dei suoi sentimenti per la mortale. La sorella Alice Cullen, dotata del potere di vedere il futuro, rivela che presto lei e Bella saranno grandi amiche e che il destino della ragazza è legato ad Edward: egli soccomberà al suo desiderio di sangue e la ucciderà oppure si innamorerà perdutamente di lei e finirà per trasformarla in un vampiro. Edward rifiuta la visione della sorella.Pur desiderando tenere Bella lontano da lui per la sua sicurezza, Edward finisce per rivelarsi completamente alla ragazza dopo averla salvata da dei malintenzionati a Port Angeles. Edward le rivela di essere un vampiro e di poter leggere la mente delle persone, fatta eccezione per Bella, stava cercando di farla allontanare da lui ma l' esperimento fallisce e Bella dimostra coraggio e determinazione, finendo per confessare il suo amore per lui. 
ll giorno dopo Bella presenta Edward al padre Charlie come il suo ragazzo ed Edward la porta a conoscere la sua famiglia a casa Cullen. Nonostante l'assenza di Rosalie, che detesta Bella perché la vede sprecare le potenzialità umane che lei non ha più, l'incontro con la famiglia di Edward va meglio di quanto il vampiro sperasse e lui e Bella ne escono ancora più uniti. I Cullen invitato la ragazza ad una partita a baseball per la sera stessa, ma il gioco viene interrotto dall'arrivo di tre nuovi vampiri nomadi, Laurent, Victoria e James.

Edward realizza che James è un cacciatore instancabile con doti prodigiose e quando si accorge che il vampiro ha messo gli occhi su Bella capisce di doverla mettere in salvo. Mentre Alice e Jasper portano Bella al sicuro a Phoenix, Edward, il fratello Emmett e il padre adottivo Carlisle danno la caccia a James, ma il vampiro riesce a sfuggire loro nei pressi di Vancouver e raggiungere Bella in Arizona prima che loro se ne accorgano.

I Cullen arrivano appena in tempo per salvare Bella e uccidere James, ma il vampiro ha già morso la ragazza, che comincia a trasformarsi in una di loro. Per impedire che ciò accada, Edward, deciso a non strappare a Bella la sua umanità, le succhia via il veleno dalla ferita, assaporando per la prima volta il sangue dell'amata e fermandosi appena in tempo per salvarla e non ucciderla.

Tornato a Forks, Edward non riesce a perdonarsi del pericolo a cui ha esposto Bella, né di aver portato così tanto caos nella sua vita, e decide che presto dovrà trovare la forza di lasciarla per il suo bene. La coppia partecipa al ballo di fine anno del liceo e anche se il vampiro rifiuta ancora una volta di trasformarla, i due rimangono saldi nei loro sentimenti e nella loro relazione, che suggellano con un bacio.