Un domingo de agosto en Madrid. Sergio y Marta se han citado para pasar el día juntos. Ella vuelve de un viaje de estudios a Estados Unidos y él ha venido a la capital desde un pueblo próximo donde está pasando las vacaciones de verano con su madre y su hermana, en la casa de sus abuelos. 13 horas nos presenta la ciudad como un espacio literario en el que el joven reflexiona sobre sus sentimientos, sobre la soledad, su relación con Marta y con sus amigos, las relaciones familiares o sus inseguridades ante los demás. Madrid se convierte en un escenario íntimo a través del cual Sergio, como muchos jóvenes de su edad, trata de encontrar significado a su vida.