1937年南京沦陷，只有一座天主教堂暂时未被占领，教会学校女学生、秦淮河畔风尘女子、军人和伤兵，还有一个美国人约翰，都先后进了教堂，在这个相对封闭的空间里，他们共同面对一场生死浩劫，产生了各种各样奇妙的感情。
然而，教堂也不是永远的净土，暂时的宁静很快被打破——日军冲进教堂并且发现了女学生，殊死抵抗的军人在千钧一发之际开枪救女学生，英勇牺牲。
后来，日军又强征女学生去庆功会为日军表演节目，谁都知道，这将是一条凶多吉少的不归路。
女学生们不甘被日军凌辱，准备集体自杀，却被以玉墨为首的妓女们救下。
最后，这13个平日里被视为下贱的风尘女子，在侵略者丧失人性的屠刀前，激发了侠义血性，她们身披唱诗袍，怀揣剪刀，代替教堂里的女学生，去赴一场悲壮的死亡之约…… 片名意义：“金陵”是“南京”的别称，“十三钗”指的是故事中13位侠肝义胆的风尘女子。
