El director de fotografía de Luna nueva es Javier Aguirresarobe, veterano del cine español que logró el reconocimiento internacional por Secretos del corazón, elegida por la revista "American Cinematographer" como una de sus 50 películas favoritas desde 1970. Cuenta con seis premios Goya a la Mejor fotografía, entre cuyos títulos cabe destacar El perro del hortelano, Los otros, Soldados de Salamina y Mar adentro. Ha trabajado también en Hable con ella de Pedro Almodóvar, Vicky Cristina Barcelona y su último proyecto internacional es la post-apocalíptica The Road (La carretera), adaptación de la novela homónima de Cormac McCarthy, ganadora del premio Pulitzer.
El encargado de llevar al celuloide esta nueva entrega de la saga Crepúsculo es Chris Weitz. Los relatos vampíricos han estado y están presentes en la vida de la familia Weitz. Por ejemplo, su abuela, Lupita Tovar, tuvo un papel protagonista en la versión hispana de Drácula (1931); esta actriz es famosa por protagonizar la primera película sonora mejicana, Santa (1932).
Uno de los nuevos fichajes para la continuación de la saga de Stephenie Meyer es el actor Michael Sheen, que interpretó a un hombre lobo en la también saga de vampiros Underworld. El actor británico encarna en Luna Nueva a Aro, el jefe de la familia de vampiros italianos Volturi. Confiesa que para conseguir el registro de voz evocaba inconscientemente a los psicodélicos "Blue Meanies", los malvados villanos de Submarino amarillo (protagonizada por Los Beatles). Estos personajes le daban bastante miedo cuando era pequeño, así que le pareció una buena idea inspirarse en su tono de voz para dar vida a su personaje.
Todos los actores que interpretan a los miembros de la manada de lobos de esta nueva entrega, Luna nueva, son de ascendencia nativa americana. Chaske Spencer (Sam Uley) es lakota (sioux); Bronson Pelletier (Jared) es cree-metis; Kiowa Gordon, que hace de Embry Call, es hualapai; Tyson Houseman, que da vida a Quil Ateara, es cree y Alex Meraz, que interpreta a Paul, es purépecha (Tarasco).