2013年,担任第四届“中国大学生电视节”形象代言人。1月,在电视剧《刀客家族的女人》饰演葛大妮。[2在电视剧《唐山大地震》中饰演女一号万小灯。在小说改编电影《致我们终将逝去的青春》饰演施洁。
2013年8月,在电视剧《80婚约》中佟丽娅饰演苏劲。在电视剧《王的女人》中佟丽娅客串出演了海天的嫔妃吴美人。8月8日,佟丽娅发布了《我们》这首歌曲,并写道:“这首歌是我的小伙伴送我的生日大礼,它唱出了我们的友谊,也许也唱出了你的心声。《我们》由佟丽娅、张蓓妮、刘迪妮、马晓鸥、马岚、张帆演唱。在《断奶》中饰演安琪一角。在《全民目击》中饰演李晓妮,剧中扮演的是由邓家佳饰演的林萌萌的老师,由郭富城饰演的检察官童涛的女友。10月主演医疗行业剧《产科医生》,片中饰演女主角何晶。因为主演必须在剧中进行专业的产科手术,为了使演绎起来更加专业、自然,佟丽娅也进产房观摩了3场真实的顺产手术。