1937年，日军入侵南京，战火中，六朝古都化为废墟，众多中国军民被困城中。一支十数人的国军德械教导队余部在长官李教官（佟大为饰）指挥下，从日军手中救出了一批教会学校女学生，而李教官等人，至此丧失了出城的机会。幸免于难的书娟（张歆怡饰）等学生返回文彻斯特教堂，随她们一起来到的，还有受雇远道至此收敛神父遗体的美国人约翰·米勒（克里斯蒂安·贝尔饰）。此时的南京城中，逃难的人们蜂拥进安全区和教堂寻找庇护，十四名风尘女子强行进入教堂避难，其中精通英语的玉墨（倪妮饰）希望借助约翰的身份为一行人提供更多保护。教堂的墙壁，并不能阻挡日军的铁蹄，教堂内的人们，将面临孰生孰死的选择。
克里斯蒂安·贝尔 饰 约翰·米勒
倪妮 饰 玉墨
张歆怡 饰 孟书娟
佟大为 饰 李教官
黄天元 饰 陈乔治
韩熙庭 饰 怡春
张逗逗 饰 红菱
李玥敏 饰 豆蔻
袁杨纯子 饰 小蚊子
白雪 饰 香兰
约翰·米勒
演员 克里斯蒂安·贝尔
在片中的身份一开始并不是神父，而是一位入殓师，一个爱钱如命的酒鬼，只为负责给死去的英格曼神父化妆，才进入了教堂。但为了救助教堂里的学生，留了下来成为一名伪神父，他同时也收留了“金陵十三钗”（十三个青楼女子）。
玉墨
演员 倪妮
13个躲避战火的秦淮河上的风尘女子之一。当女学生们不甘被日军凌辱，准备自杀，被以玉墨为首的妓女们救下，成为了保护众人的英雄。
孟书娟
演员 张歆怡
教堂中女学生之一。父亲成为汉奸，面对同伴的质疑与嘲讽时，展现出坚定的一面。她还救了秦淮河的十三位妓女，在面对日军时，即使内心十分害怕，但却不胆怯。
陈乔治
演员 黄天元
前教堂神父的养子，也是这群学生中唯一的男生，所以担任起保护女学生安全的责任。在最后缺少一个女生的情况下，男扮女装和玉墨一行人去了日本人的“庆功宴”。
李教官
演员 佟大为
是一名中国军人，也是一个枪法高超的狙击手。率领十几名士兵，拼死守护着南京城。李军官在被敌军包围并且负伤的情况下，与日本士兵同归于尽，死于炸药之下。
长谷川大佐
演员 渡部笃郎
日军中的一名高级军官，要求女学生去日军庆功会表演。
时间 届数 名称 奖项 种类 得奖者
2012年 第69届 美国电影金球奖 最佳外语片 提名 全体剧组
2012年 第31届 香港电影金像奖 最佳两岸华语电影 提名 全体剧组
2012年 第59届 美国金卷轴奖 最佳外语片音效剪辑奖 获奖 陶经
2012年 第6届 亚洲电影大奖 最佳新演员 获奖 倪妮
最佳电影 提名 全体剧组
最佳导演 张艺谋
最佳造型设计 张叔平
最佳编剧 严歌苓、刘恒
最佳原创音乐 陈其钢
2012年 第12届 华语电影传媒大奖 观众票选最受瞩目男演员 获奖 佟大为
观众票选最受瞩目女演员 倪妮
最佳女演员 提名 倪妮
最佳新演员 倪妮
观众票选最受瞩目电影 全体剧组
2012年 第21届 亚洲电影传媒奖 最佳新人奖 获奖 倪妮
最佳服装设计奖 张叔平
2012年 第21届 上海影评人奖 年度十佳电影 获奖 全体剧组
最佳女演员 倪妮
2013年 第15届 中国电影华表奖 优秀故事片奖 获奖 全体剧组
影片将代表中国角逐第84届奥斯卡最佳外语片，之前导演张艺谋的影片曾被三次提名奥斯卡，其中包括《菊豆》、《大红灯笼高高挂》、《英雄》。
《金陵十三钗》获第69届美国金球奖最佳外语片提名，这已经是张艺谋的影片第五次获得金球奖提名，之前四次分别是：《活着》、《摇啊摇，摇到外婆桥》、《英雄》和《十面埋伏》。
贝尔的角色被做了巨大改动，并不是原著中的神父。
据张伟平在采访中透露，剧组曾为贝尔找了一个土耳其裔替身，但拍完三场戏之后，贝尔就忍无可忍了，表示还是自己亲自上阵吧。
影片中的中国演员超过大半都是第一次出演电影的新人，选拔培训长达两年时间，公映后普遍受到演技的赞誉。
张艺谋是在北京奥运会前看到严歌苓的这个小说，随后便买下版权。张艺谋认为这个故事的视角很独特，从13个金陵风尘女子传奇性的角度切入，表达一个救赎的主题，反映了崇高的人道主义。同时张艺谋也希望采用与以往的南京题材影片都不一样的手法，给观众带来不同以往的感受。所以影片与原著相比，加入了表现中国人浴血抗争一条故事线索，表现中国人的血性、不屈不挠的精神。片中也增加了不少的战争场面，但没有太过强调的大场面，希望用战争场面的细节来打动观众。
迈克尔米勒担任《金陵十三钗》的后期配音混成师，他曾经参与《变形金刚3》的后期配音混成，也是贝尔主演获得奥斯卡《斗士》的后期配音混成。影片的视觉特效的数字合成师则邀请到了朱利安·瑞克德，他曾是是MPC英国公司的人，刚参与制作《哈利·波特与死亡圣器（下）》的视觉特效的制作。美术指导则由日本美术首席大师种田阳平担纲，他被称为“日本电影美术之神”。曾担任过《燕尾蝶》（1996年）、《不夜城》（1998年）和《杀死比尔1》的美术指导。
影片的摄影团队由张艺谋的老搭档赵小丁带领，其团队人数达到38名摄影师。影片的剪辑师由曾担任过《盗梦空间》和《山楂树之恋》的孟佩璁进行指导。影片的服装设计则邀请了《2046》和《花样年华》的服装设计张叔平担任，因为张叔平是名旗袍大师。影片的烟火爆破由Joss Williams团队担任，其团队的代表作品有《007》系列、《拯救大兵瑞恩》、《兄弟连》、《太平洋》、《哈利·波特》和《古墓丽影》等等。
