In Eclipse Bella (Kristen Stewart) è costretta a scegliere tra Edward (Robert Pattinson) e Jacob (Taylor Lautner). La storia si apre con la rivelazione che Seattle, Washington, è tormentata da una serie di omicidi irrisolti, che Edward sospetta siano causati da un nuovo vampiro incapace di controllare la sua sete di sangue umano. Mentre Edward e Bella si iscrivono ai college, Bella spiega a Edward il suo desiderio di vedere il suo amico Jacob Black, un lupo mannaro. Sebbene Edward tema per la sua sicurezza, Bella insiste che né Jacob né il suo branco di lupi le farebbero mai del male e inizia a fargli visita di tanto in tanto. Nel frattempo, Alice Cullen ha una visione: Victoria, una vampira che dà la caccia a Bella per vendicarsi, è tornata a Forks. Pochi giorni dopo, Edward chiede a Bella di sposarlo e lei, nonostante la sua avversione per il matrimonio, accetta.
Il film è stato distribuito in tutto il mondo il 30 giugno 2010 nelle sale cinematografiche ed è stato il primo (e unico) film di Twilight a essere distribuito in IMAX. Il film ha ricevuto un'accoglienza contrastante da parte della critica. Ha detenuto il record della più grande apertura di mezzanotte negli Stati Uniti e in Canada nella storia del botteghino, con un incasso stimato di 30 milioni di dollari, finché non è stato superato da Harry Potter e i Doni della Morte - Parte 2 nel 2011. Il film ha poi ottenuto la più grande apertura del mercoledì nella storia degli Stati Uniti e del Canada con 68.533.840 dollari, battendo Transformers: La vendetta del caduto (62 milioni di dollari). Eclipse è diventato anche il film con l'uscita indipendente più ampia, con oltre 4.416 sale, superando il suo predecessore, The Twilight Saga: New Moon, che deteneva il record dal novembre 2009.
A Seattle, non lontano da Forks, Victoria attacca Riley Biers, in modo da iniziare a creare con lui un esercito di neonati per vendicarsi di Edward Cullen per aver ucciso il suo vero amore James.
Tornati a Forks, Edward e Bella Swan discutono delle complicazioni che comporta diventare un vampiro immortale. A 18 anni, un anno più grande di Edward quando è diventato un vampiro, Bella esprime la sua avversione all'idea di sposarsi così giovane. Edward si rifiuta di trasformarla in vampiro finché non si saranno sposati, sostenendo che lei dovrebbe fare diverse esperienze umane che altrimenti perderebbe. Mentre Charlie Swan indaga sulla scomparsa di Riley Biers, Edward sospetta che la sua sparizione sia stata causata dai vampiri appena nati; ad alimentare i suoi sospetti è l'intrusione di Riley nella stanza di Bella.
Anche se Edward teme per la sua incolumità, Bella insiste che Jacob Black e il resto del branco di licantropi non le farebbero mai del male, ma Edward non è ancora convinto. Bella si reca a La Push per vedere Jacob e torna a casa illesa. Durante una delle sue visite, Jacob le confessa di essere innamorato di lei e la bacia con forza. Furiosa, Bella gli dà un pugno e si sloga la mano; in seguito Edward minaccia Jacob se dovesse toccarla di nuovo senza il suo consenso e gli dice di aspettare che Bella glielo dia. Bella revoca persino gli inviti a Jacob e ai membri del suo branco per la sua festa di laurea, ma quando lui si scusa per il suo comportamento, lei lo perdona.
Nel frattempo, Alice ha una visione dell'esercito dei neonati che attacca Forks guidato da Riley Biers. Jacob, accompagnato da Quil ed Embry, ascolta la visione e questo porta a un'alleanza tra i Cullen e il branco dei lupi. In seguito, i Cullen e i lupi concordano un luogo e un orario di incontro per allenarsi e discutere la strategia.
Durante l'addestramento Jasper spiega a Bella di essere stato creato da un vampiro di nome Maria per controllare un esercito di neonati. Odiava la sua esistenza originaria e, dopo aver incontrato Alice, si è unito ai Cullen con lei. Bella vede il vero legame tra una coppia di vampiri accoppiati e inizia a capire meglio Jasper. Nonostante la sua riluttanza a sposarsi, Bella si rende conto che trascorrere l'eternità con Edward è più importante di qualsiasi altra cosa e accetta di sposarlo.
Edward e Bella si accampano sulle montagne per nasconderla dai neonati assetati di sangue. Durante la notte, Bella ascolta una conversazione tra Edward e Jacob, in cui i due mettono temporaneamente da parte l'odio reciproco. Al mattino, Jacob sente Edward e Bella discutere del loro fidanzamento e se ne va. Lei gli chiede disperatamente di baciarla, rendendosi conto di essersi innamorata di lui. Edward scopre il bacio ma non se la prende, perché Bella gli dice che il suo amore per Jacob non è così forte come quello per lui.
Quando Victoria appare, Edward la uccide mentre Seth uccide Riley. I Cullen e i lupi Quileute, nel frattempo, distruggono il suo "esercito", anche se Jacob rimane ferito mentre salva Leah Clearwater da un neonato. Alcuni membri della polizia dei vampiri, i Volturi, arrivano per affrontare l'esercito dei neonati. Vedono anche che i Cullen stanno proteggendo la neonata Bree Tanner, che si è rifiutata di combattere e si è arresa a Carlisle ed Esme. Jane la tortura per raccogliere informazioni, poi ordina a Felix di ucciderla, nonostante gli sforzi dei Cullen per risparmiarla.
Quando Jane nota che Caius troverà interessante il fatto che Bella sia ancora umana, Bella la informa che la data della sua trasformazione è stata fissata. Fa visita a Jacob ferito per dirgli che, nonostante sia innamorata di lui, ha scelto di stare con Edward. Con il cuore spezzato ma disposto ad accettare la sua scelta, Jacob accetta a malincuore di smettere di cercare di mettersi tra lei ed Edward.
Bella ed Edward vanno nel loro prato, dove lei gli dice che ha deciso di fare le cose a modo suo: sposarsi, fare sesso e poi essere trasformata in un vampiro. Gli spiega anche che non è mai stata normale e mai lo sarà; si è sentita fuori posto per tutta la vita, ma quando si trova nel mondo di Edward si sente più forte e completa. Alla fine del film decidono di dire a Charlie del loro fidanzamento.