Après la naissance de sa fille Renesmée (Mackenzie Foy), Bella (Kristen Stewart) s’adapte très vite à sa nouvelle vie de vampire avec le soutien d’Edward (Robert Pattinson) et de sa nouvelle famille. Ce dernier l’emmène d'ailleurs chasser pour la première fois juste après sa transformation en vampire. Bella insiste alors pour voir son enfant, mais Edward lui explique que comme leur fille est à moitié humaine, du sang parcourt donc son corps ; cela pourrait lui donner envie de s'en abreuver. Il la rassure ensuite pour lui dire que Rosalie s'en occupe - ce qui ravit sa sœur. Une fois dans les bois, Bella chasse pour la première fois, avec une vitesse incroyable et une vision décuplée. Son contrôle sur la soif, impressionne même Edward, quand elle sent un randonneur, au loin, qui escalade une montagne, et s'en éloigne sans aucune difficulté, ce qui dans le cas normal est presque impossible pour un « nouveau-né » (vampire dans les premiers jours de son existence).

Alors qu'ils rentrent de la chasse, Jacob (Taylor Lautner) voit pour la première fois Bella en vampire. Lui qui était contre sa transformation semble plus serein et accepte le choix de sa meilleure amie. Mais celle-ci apprend très vite que Jacob s'est imprégné de sa fille, Renésmée. Edward, qui était déjà au courant, décide de laisser sa femme donner à Jacob la correction qu'il mérite. Bella s'énerve encore davantage lorsqu'elle entend le surnom que lui a attribué le loup-garou : Nessie (nom donné au monstre du Lock Ness).

Les jours passent et Renésmée ne cesse de grandir. Bella lit l’inquiétude de sa famille tout autour d'elle et se doute que Renesmée n'est pas une vampire comme les autres : elle a par exemple le même don que son père, la télépathie, même si elle doit être au contact de la peau pour que son don opère. De son côté, Bella bat Emmett (Kellan Lutz) au bras-de-fer. Elle contrôle de plus en plus ses nouvelles capacités, et s'autorise même à avoir des contacts avec Charlie, son père, et à lui montrer son enfant - malgré le fait qu'elle grandisse de jour en jour.

De son côté, Irina (Maggie Grace), du clan des Denali, qui était la compagne de Laurent avant qu'il se fasse tuer par la troupe des loups-garou dans Tentation, veut se faire pardonner auprès des Cullen pour son comportement au mariage de Bella et Edward. Mais Irina voit au loin Bella, Jacob et Renésmée et croit que Bella l'a mordu. Créer des enfants en les vampirisant est en effet interdit par les Volturi.

Irina se dirige alors en Italie à Volterra pour y prévenir Aro (Michael Sheen), Caïus (Jamie Campbell Bower) et Marcus (Christopher Heyerdahl) du « crime » qu'ont commis les Cullen. Ces derniers, se doutant des intentions d'Irina et voyant leurs soupçons confirmés par la vision d'Alice des Volturi débarquant à Forks, rassemblent tout leurs alliés et amis vampires, de part et d'autre dans le monde, pour se défendre et expliquer que la jeune enfant vampire n'a pas été mordue, mais a belle et bien été créée et n'est en aucun cas un danger pour autrui et la race vampirique.

Alors que tous se rassemblent et statuent, la soeur d'Irina s'aperçoit que Bella détient elle aussi un pouvoir : elle peut générer un bouclier autour d'elle et des personnes de son choix, afin de les protéger des attaques psychiques comme celles de Jane et d'Alec.

Les Volturi finissent par se montrer, Aro à leur tête. Edward laisse Aro lire ses pensées pour le convaincre que Renesmée n'est en rien un danger. Aro exige ensuite de parler à Renesmée elle-même et réalise qu'elle n'est pas une enfant immortelle. Irina reconnaît alors s'être emballée et est aussitôt mise à mort; ses deux sœurs tentent de la venger mais sont maîtrisées à temps. C'est alors qu'Alice et Jasper réapparaissent : Alice a la preuve que Renesmée ne représente pas non plus un danger pour le futur et laisse Aro voir la vision qui le confirme. Cependant, il refuse de renoncer à la bataille qui débute alors, occasionnant de lourdes pertes dans chaque camp.

Au moment où Aro meurt lui aussi, il s'avère que toute la bataille faisait partie de la vision d'Alice, qui lui déclare que s'il s'entête à combattre, il perdra la vie à coup sûr. Elle fait ensuite venir un hybride humain-vampire, comme Renesmée, qui affirme avoir vécu sans être découvert pendant 150 ans grâce à son régime alimentaire semblable à celui d'un humain et son vieillissement accéléré qui a stoppé à ses sept ans. Définitivement convaincu, Aro se retire et les Volturi en font autant.

En guise d'épilogue, Alice a une vision de Renesmée adulte, toujours protégée par Jacob. Bella et Edward se retirent dans un champ, où elle lui montre une image mentale composée de tous les moments qu'ils ont passé ensemble. Le film se termine en disant que Bella et Edward se sont aimés jusqu'à la fin des temps.