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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JossWilliams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。