O rolę włoskiej wampirzycy Jane ubiegała się Vanessa Hudgens. Inną kandydatką była Lindsay Lohan. Agent aktorki wyznał iż jest ona "Zafascynowana książkami Stephenie Meyer". Ostatecznie rola przypadła w udziale Dakocie Fanning.
Początkowo zdjęcia we Włoszech miały odbywać się w tej samej miejscowości, która była użyta w książce - Volterra. Jednakże producenci filmu zdecydowali się na Montepulciano (Włochy), ze względu na krajobrazy i piękniejsze miasto. To właśnie tam jest usytuowane filmowe miasto Volturi.
Catherine Hardwicke, która wyreżyserowała pierwszą część popularnej książkowej serii - Zmierzch, miała pozostać na tym stanowisku, gdy Summit Entertainment oficjalnie zapowiedziało produkcję kontynuacji - Księżyc w nowiu. Z powodu różnic zdań studio postanowiło się jednak z nią rozstać. Hardwicke stwierdziła, że potrzebuje więcej czasu na nakręcenie kolejnej części i nie poparła decyzji Summit o wypuszczeniu filmu najpóźniej na początku 2010 roku. Negocjacje trwały dwa tygodnie, ale ostatecznie zastąpiono reżyserkę Chrisem Weitzem.
Po tym jak posadę reżysera objął Chris Weitz autorka powieści Stephenie Meyer potwierdziła iż Taylor Lautner ponownie wcieli się w rolę Jacoba. Producenci nie byli jednak przekonani iż aktor jest wystarczająco wysportowany aby zagrać wilkołaka. W ramach przygotowań Lautner przybrał 12 kg masy mięśniowej.
Noot Seear była malowana na biało, mimo tego, że nie opalała się 2 miesiące.
Z uwagi na to, że zmiana brązowych włosów Nikki Reed na blond trwała 36 godzin, postanowiono by nosiła perukę aby mogła grać Rosalie.
Zdjęcia do filmu powstawały od 23 marca do 29 maja 2009 roku.
Każdy z aktorów wcielających się w członków sfory musiał udowodnić swoje indiańskie pochodzenie autentyczną dokumentacją.
Szkoła sportretowana w filmie to David Thompson Secondary School w Vancouver (Kanada).
Aktorzy, którzy grali członków sfory, musieli przejść przez specjalne szkolenie, by nabrać muskulatury i wzmocnić między sobą więzi.
