广州地铁13号线是广州地铁的运营中的路线之一，属于城市轨道交通系统。代表色为橄榄绿。全线均位于地下，现时连接广州市增城区新沙和黄埔区的鱼珠。
13号线被定位为东西快线，与定位为南北快线的3号线一同组成广州市轨道交通网络中的东西南北“十”字型骨干。线路分为首期及二期两段，分开建设。现时首期已建成开通，待二期建成后线路将延长至白云区西部的朝阳，提供一条东西向贯穿广州市区的铁路，同时亦为广州东部以及西部地区的一条快速进城通道，有助加强东西两翼与市区的联系。
首期线路西起黄埔区鱼珠站，出鱼珠站后转向东先后下穿鱼珠木材厂、煤炭厂、省糖铁路支线三条铁路线，再穿越狮子桥涌后沿规划路、海员路向东经乌涌后折向东北，在石化路处转入黄埔东路。然后线路继续东行，穿过双岗村的几处民房，跨过黄埔新港支线铁路线、开发大道立交、金竹山路，折向东北跨过规划东鹏大道立交。再跨过规划罗南路立交折向东接入新塘大道西，之后线路下穿广深高速公路接入新塘大道，过东江大道后折向北，下穿规划地块后线路折向东，在广深铁路与穗深城际铁路相交处设新塘站；之后线路继续向东，大致沿广深铁路南侧的环城路行进，最后线路向东在新沙公路处设尽头站新沙站。
首期工程线路长28.3公里。设11个车站，主要功能为加强增城新塘地区与中心城区的联系。
首期工程在官湖站南侧设置车辆段（含控制中心）一座，设置墩美、南顺两座主变电所。
在1997年的《广州市城市快速轨道交通线网规划研究（最终报告）》中，当时的3号线茅岗立交至新塘一段，即是现时13号线首期的雏型。之后在2003年方案中，1997年规划中的3号线成为现时的5号线，但依然包含此段。随后2003年方案局部修改，当时的14号线与5号线交换茅岗立交以东路段，并在茅岗立交南边（今鱼珠站）交汇。因此茅岗立交至新塘一段接入14号线，并得以沿荔新大道大幅延长，进入增城市。
进入2008年，轨道交通线网规划再次作出变更，2003年规划中的14号线被分拆，棠下至新塘站之间的一段成为现时的13号线。该线路亦分别从两端延长，西端穿过天河公园，转入黄埔大道，然后沿东风路、增槎路延长至槎头；东端则延长至象颈岭（现新沙站）。在2010年之后，线路西端亦向北逐步延长至凰岗及朝阳。现时13号线的走向基本确定。
在2012年期间，地铁方面亦曾经考虑13号线二期在天河公园及棠下之间分拆，让13号线能够分别以两站为尽头站兼换乘站，分段运营。后来该方案被取消，13号线不再考虑分段运营。
2016年，地铁方面预测13号线首期开通后，将会加重5号线本已巨大的客流压力，故曾将13号线二期天河公园至鱼珠段截出并定名为“首期延伸线”，并提前上报审批立项，提前建设以求分流未来鱼珠站的部分换乘客流。但最终该段未能获得国家发改委立项，现时实际回归为二期的一部分一同上报审批立项，工期亦与二期其它路段统一编排，同期建设。但该段目前仍有以首期延伸线的名义进行招标
2017年第一季，二期工程（含首期延伸线）获国家发改委批复立项。10月15日，广州市发改委正式批复13号线二期工程可行性研究报告。
2012年7月25日，中铁第四勘察设计院开始公示一期工程（鱼珠—象颈岭）环境影响报告。2013年7月29日，环保部正式受理13号线一期工程环评。同年12月16日，广东省发改委正式批复13号线一期工程可行性研究报告。
2014年5月7日，十三号线鱼珠至象颈岭左线盾构隧道顺利贯通，标志着地铁13号线路首期工程(鱼珠至象颈岭段)第一个区间隧道顺利贯通。2015年3月28日，东洲站主体结构封顶，成为全线首个主体结构封顶的车站。
2015年4月15日，广州地铁十三号线首期工程夏园站正式施工，标志着十三号线所有车站全面开建。2017年1月19日该站主体结构封顶，历时1年9个月。
2016年9月21日，广州市民政局开始对13号线首期11个车站的初定站名开始公示，6个站名与施工站名不同，其中包括了具有标志性场所指向性的“南海神庙”站。
2017年2月28日，南岗站主体结构实现封顶，标志着十三号线首期全线车站完成主体结构工程。5月23日，夏园站至南岗站盾构隧道完工，标志着十三号线全线隧道贯通。8月5日，十三号线全线电通。8月18日，十三号线全线轨道贯通，标志着十三号线工程已进入尾声。首期全部车站及轨行区已于2017年9月25日从建造事业总部将属地管理权、调度指挥权、设备操作维护使用权移交给运营事业总部，随即进入运营调试阶段。从10月11日开始全线进行营运时刻表演练，不载客试运行。
2017年12月28日，13号线首期正式开通运营。
2017年12月26日，第一个工点正式动工建设，但直到2019年才全面开工。截至2020年5月，土建工程进度达到11%。
2020年6月，二期工程白马岗至天河公园区间右线隧道贯通，这也标志着白马岗至天河公园区间隧道双线贯通，成为二期首个双线隧道贯通的区间。
十三号线目前采取单一线路运营，所有列车皆往返鱼珠站及新沙站之间。
高峰期班次为6至7分钟一班。
13号线首期连接黄埔区南部和增城区新塘镇，亦是广州东部连接市区的唯一地铁通道。沿线均以住宅区为主，仅黄埔区一段沿线附近有工业区分布。客流以来往广州市区通勤的乘客为主。13号线开通时即直接采用8节编组A型列车，沿线原来乘搭公交车或BRT的乘客不少陆续转投地铁前往市区，但目前13号线列车仍未算十分拥挤。车站方面，鱼珠站作为13号线目前唯一的换乘站，也是沿线乘客进入广州地铁线网的必经之地。早高峰期间来自13号线的客流令鱼珠站的客流急升，车站5号线站台和列车均十分拥挤。且5号线使用的6节编组L型列车，载客量仅为13号线的52.5%，虽然5号线班次比13号线频密近3倍，但13号线依然加重了对5号线的客流压力。预计在13号线二期通车后，才能有效分流乘客。
13号线首期开通仅一周的时间，日均客流已达到12.5万人次。更令鱼珠站及邻近的5号线三溪站在13号线开通后的第二个工作周即需要开始实施客流控制措施。
全线确定初、近、远期均采用六动两拖8节编组A型列车，长度185.6米，列车最高运行速度100km/h，预计平均出行速度为52km/h，是广州第一条采用8节编组A型列车的地铁线路。
根据设计年限客流预测和运输能力安排，2019年（初期）配置列车数为136辆/17列，二期将会增购336辆/42列列车。
2015年，首期相关列车合同已被中国中车大连机车公司中标，签订7.4亿元采购合同。
2017年5月18日，首两列列车交付广州地铁。
十三号线在最初规划时考虑使用4节编组L型列车进行运营，但后来由于开通初期仅使用3节编组B型列车的3号线和4节编组L型列车的6号线过于拥挤，意味着“小编组高密度”模式无法满足骨干线路的需要，故地铁公司其后在13号线正式设计时改为直接使用8节编组A型列车。
2020年5月22日，受当天凌晨广州的特大暴雨影响，官湖站、新沙站等站外出现区域性水淹和洪水，洪水倒灌至官湖站、新沙站和官湖至新沙隧道区间、相邻的官湖至新塘和沙村至南岗部分隧道，并导致官湖车辆段无法正常出车。地铁公司在当天早上6时许宣布13号线全线暂停运营，并安排接驳巴士行走于鱼珠至南岗沿线各站；翌日增城区部分地面道路积水退去，接驳巴士增加行走南岗至新沙沿线各站。5月29日，鱼珠至沙村段恢复服务；6月13日，沙村至新沙段恢复服务，临时接驳巴士亦于同日停止运营。
二期建设路段，即朝阳至鱼珠段，西起白云区朝阳站，沿规划槎神大道行进，随后线路向南接入增槎路，随后向南穿过北环高速公路、西场立交后进入东风西路，经过流花湖公园南侧，下穿人民路高架、盘福立交、解放北路高架，掠过中山纪念堂和广东省政府南侧。随后线路继续沿东风中、东路行走，掠过广州起义烈士陵园北侧，下穿农林高架和梅东路内环高架。随后线路下穿中山一立交后转向黄埔大道敷设，经过珠江新城核心区北缘，向东下穿华南快速干线后在天府路口前折向东北，下穿天河公园。之后线路回复向东，转向中山大道，在茅岗立交西侧转向南到达鱼珠站，接入首期工程与其贯通。二期工程目前作为广州市新一轮轨道交通（2016-2022）建设规划方案的线路之一，已于2017年3月下旬获国家发改委批复立项。工程可行性报告亦已于10月中旬获批。2017年12月26日，13号线二期在天河公园站动工。
二期全长33.6公里。设23个车站，主要功能为与首期共同构建城市东西快线，加强城市东西部区域与中心城区联系，同时满足中部市区段沿线的全面地铁覆盖。
二期工程将增设两个停车场，分别是位于庆丰站东北侧的凰岗停车场，以及位于鱼珠站西北侧（位于现有鱼珠车辆段南侧）的鱼珠停车场。扩建21号线、11号线天河公园主变电所和8号线、11号线彩虹桥主变电所供13号线受流。
由于地铁公司预测13号线首期和21号线通车后，将会大幅加重5号线的客流压力。因此，地铁公司决定将13号线二期工程列为优先建设，以求尽快分流5号线的客流。
在二系环评公示时，13号线并未在东风西路人民路口设站，而该处周边则有市第一人民医院，广州医科大学本部以及广州市少年宫等重要机构以及众多住宅区。而该处在地铁规划完成后虽然东南西北都被西门口站、彩虹桥站、流花路站以及纪念堂站包围，但前往任一地铁站都至少需要步行一公里，乘坐地铁来往该处有较大不便。因此引起了广州市民的热议。有市民提议可在13号线增设“广医站”，填补对该处的覆盖。同时亦有意见指出增设广医站，若未来规划增加行走人民路走廊的地铁线路时，可以在广医站与13号线换乘。另外对于质疑加站影响13号线的快线定位，亦有意见指出13号线的白马岗站里程邻近的天河公园站仅700米，因此里程两侧邻近车站超过800米的“广医站”，有合理的增设理由。同时坊间亦有13号线二期增加四站的方案流出，除在广医一带增设的“东风西路站”，亦增设了石门村、棠下西及桃园路三站。但其后获批的13号线二期的工可报告中，车站数目仍然维持在23站，没有增设任何车站。广州地铁方面亦从未对此作出任何回应。
同时在上述环评公示中显示，13号线分别与1号线、3号线、6号线相交，但分别另设花城广场北站和农林下路站，均无法与1、3号线体育西路站和5、6号线区庄站换乘；而与同期规划建设的10号线则在中山一立交地底相交，两线均没有在此处设站，同样也无法换乘。因此13号线在市中心与1、3、6、10号线等多条重要线路相交但都未设置换乘。同时在规划中13号线将与3号线共同构成广州地铁“十字快线”骨架，两者是否能便捷换乘，关系到市民的出行便利，以及13号线本身以至广州地铁线网的通达性。此举引起广州市民的关注和热议。虽然上文中提及的项目招标中曾提及要考虑花城广场北站与体育西路站的换乘，但对此随后有广州地铁方面的专家通过媒体回应以车站位置无法变动，和技术规定无法增建通道两个原因解释未设置换乘通道一事。同时更推托称乘客可换乘两次，经过第三条线迂回到达。
其后广州地铁官方回应市民对相关问题的咨询，表示花城广场北站和10号线天河路站均已被纳入体育西路区域换乘设计范围，均会设置换乘通道连接至体育西路站实现与1号线、3号线和APM线的换乘。但受到体育西路下方3号线站后折返线结构影响，以及体育西路两侧建筑密集的原因，花城广场北站通往体育西路站的地下换乘通道暂时无法建设，需留待远期黄埔大道和体育西路周边用地进行旧城升级时，再同步建设换乘通道。随后有消息指出，花城广场北站和体育西路站将以地面换乘通道的形式实现换乘。而关于农林下路站未能与6号线的换乘问题，广州地铁方面则未有回应。
