Roberts US-Agentin rief bei ihm an und sagte, dass er seit einem Jahr nicht mehr in Amerika war. Deshalb flog er zu ihr nach L.A. und sprach für mehrere Rollen vor, unter anderem auch für „Twilight“. Nach dem gut gelaufenem Casting entschied sich Kristen Stewart für Rob, da er nicht auf sein Äußeres bedacht war, wie die anderen, sondern auf sie einging.
Schließlich wurde er am 11. Dezember 2007 offiziell zu Besetzung der männlichen Hauptrolle als Edward Cullen.
Am Anfang wurde eine Anti-Pattinson-Pedition gestartet mit 75 000 Unterschriften, weil die Fans Rob nicht passend und hübsch genug als Edward fanden.
Zudem wurde er noch nervöser und hatte Angst, Edward nicht gut genug darzustellen, weil er im Buch als „herzzerreißend schön“ beschrieben wurde und dass er selbst im Regen noch aussah, wie in einer Unterwäschewerbung.
Außerdem musste er sich seinen britischen Akzent abtrainieren, da Edward im Buch aus Amerika stammt. Auch bei Twilight versuchte Rob sein Talent als Musiker zu beweisen und schaffte es mit zwei Songs, „Never Think“ und „Let Me Sign“, auf den Soundtrack.
Wie all seine Vampir-Kollegen, musste auch R-Pattz Kontaktlinsen tragen, die je nach Appetit des Vampirs goldbraun oder schwarz waren. Des Weiteren musste er in seinen Flug-Szenen in der Leistengegend gepolstert werden, weil seine „empfindliche Stelle“ durch den Gurt schmerzte.
Außerdem stellte er sich in der Kuss-Szene so ungeschickt an, dass er sogar vom Bett fiel. Robert Pattinson unterschrieb bereits für alle drei Filme, weshalb es schon sicher war, dass bei der Bekanntgabe am 22. November 2008 der Verfilmung des zweiten Buches der Serie, Rob wieder die Rolle des Edward Cullen verkörpern wird.
Eigens für die Vorbereitung auf „New Moon – Bis(s) zur Mittagsstunde“ (Offizieller US-Kinostart am 20. November 2009) sagte er die Rolle in dem Film „Parts Per Billion“ ab.
Roberts persönliches Twilight-Highlight war Dustin Hoffmann zu treffen, der zwar nichts mit Twilight zu tun hat, jedoch nur durch dessen Erfolg er die Chance hatte, ihn zu treffen.
Robert zog sofort nach Oregon als er die Rolle bekam.
Und sich auf Edward vorzubereiten. Geistig wie körperlich. Er trainierte 5 Std. täglich mit seinem Coach und ließ sich im Nahkampf , Baseballspielen und für die Stunts ausbilden. ( Nebenbei hat er noch schnell seinen Führerschein gemacht).
Bei seinem Auftritt in der Cafeteria sitzt Lizzle Pattinson seine richtige Schwester im Hintergrund.