Les producteurs ont confié la mise en scène à Catherine Hardwicke. D'abord chef décoratrice sur des films comme Laurel Canyon, Vanilla Sky et Les Rois Du Désert, elle a ensuite écrit et réalisé son premier long-métrage, Thirteen, qui offre un point de vue sensible sur les rapports complexes d'une adolescente (Evan Rachel Wood) avec sa mère (Holly Hunter).
"Nous n'avons absolument pas limité nos recherches à des metteurs en scène femmes," relève Mooradian. « Mais il se trouve que l'essentiel des fans de Meyer sont des femmes et il nous fallait quelqu'un qui comprenne leur point de vue. Catherine a vraiment su se mettre à la place des adolescentes. Elle comprend très bien les jeunes de cet âge-là, et quand on connaît sa filmographie, elle nous a semblé un choix évident. On s'est dit que c'était un vrai atout d'avoir une réalisatrice qui reconnaisse avoir vécu ce que Bella a vécu, comme, par exemple, le fait de s'éprendre du type à éviter et d'en assumer toutes les conséquences. On a eu la chance de dénicher une grande réalisatrice et une formidable scénariste pour mener à bien cette mission."
"Quand j'ai lu le bouquin, j'ai été fascinée par L'obsession et le désir qui imprègnent l'histoire," ajoute la réalisatrice. "Stephenie a un style très authentique. On sentait bien que son livre se prêterait parfaitement à une adaptation cinématographique et, grâce à son écriture, on perçoit très bien ce que cela fait de tomber amoureux pour la première fois et d'aimer quelqu'un au point d'accepter de se métamorphoser en vampire."