Tyler è sempre più sicuro che suo zio stia nascondendo qualcosa; Damon, Stefan ed Elena, parlando con Alaric, cominciano a pensare che il nuovo problema della città siano i licantropi. Con il consenso di Stefan, Alaric, Damon ed Elena si recano alla Duke University per cercare nuove possibili notizie sulla famiglia dei Lockwood attraverso le ricerche di Isobel. Qui vengono accolti da Vanessa, un'ex studentessa di Isobel, che tenta di uccidere Elena credendo sia Katherine. È Damon a salvarla, prendendosi la freccia nella schiena al posto suo. Dopo questo equivoco, Vanessa collabora con loro. Intanto Stefan, rimasto in città per aiutare Caroline, con l'aiuto di Bonnie procura alla neo vampira un anello in modo che anche lei possa uscire al sole. Subito dopo, i due escono e vanno a caccia e Stefan cerca di insegnarle a controllare le sue emozioni, adesso amplificate. Più tardi, Caroline e Stefan raggiungono Matt ad una festa organizzata da Tyler. Qui però, Caroline fa una brutta scenata di gelosia a Matt il quale, dopo l'arrabbiatura, perdona la ragazza dicendo che non vuole più assistere a queste scenate e, insieme, si allontanano.
Alla Duke intanto, grazie a Damon, Elena scopre un libro sui Petrova, la vera famiglia di Katherine, che ha origini bulgare. Grazie a Vanessa, scoprono la maledizione del sole e della luna: vampiri e lupi mannari vivevano liberi, finché uno sciamano non li ha maledetti. Da allora, i lupi mannari si trasformano solo con la luna piena, mentre i vampiri sono vulnerabili al sole. La maledizione è sigillata con una pietra di luna. Inoltre, il morso di un licantropo uccide un vampiro. Spaventata, Elena chiama subito Stefan che, impaurito, va a cercare Caroline. Inoltratosi nel bosco, Stefan ha un incontro ravvicinato con quello che apparentemente è un lupo. Spaventato, cerca Caroline che intanto, sopraffatta dalla fame, morde Matt. Stefan arriva in tempo per fermarla ma il lupo si avvicina e i due sono costretti a scappare. Così Caroline capisce che non può rischiare di ferire nuovamente Matt e che deve trovare un modo per farsi lasciare. Più in là, incontrano Tyler e il lupo attacca Caroline, ma Tyler riesce a fermarlo. Matt viene manipolato da Stefan, che gli cancella la memoria. Tyler, tornando a casa, incontra Mason e, sconvolto, scopre che il lupo era lui. Al pub, Matt sta parlando con la stessa ragazza della festa, quando entra Caroline che, per farsi lasciare, rifà una scenata di gelosia: Matt si alza e se ne va, lasciando Caroline e chiudendo la loro storia. Alaric si pronuncia con Jenna sui suoi sentimenti, ma la ragazza è convinta che Ric gli nasconda qualcosa.
Elena ferisce nuovamente Damon, decidendo di non perdonarlo per avere ucciso Jeremy, nonostante le sue scuse. L'indomani, Caroline si sveglia e ai piedi del suo letto trova Katherine.
