Legio XIII Gemina был сформирован Октавианом Августом в 41 г. до н.э. Легион принимал участие в кампании против Секста Помпея, участвовал в решающей битве против Марка Антония при Акции в 31 г до н.э. После битвы при Акции Октавиан Август произвел реформу римской армии. Именно тогда XIII легион получил название Gemina ("близнецы"), т.к. был сформирован из нескольких военных единиц. Символом 13 легиона стал лев.
В 30-16 гг до н.э. основным лагерем legio XIII Gemina являлся Бурнум (совр. Кистенье на Адриатическом побережье Хорватии). В период кампании Тиберия по захвату альпийских областей легион был переведен в (совр.Любляна в Словении). С 6 по 9 г н.э. легион был частью большой римской армии, собранной для подавления восстания в Паннонии и Иллирии.
В 9 г. германские племена уничтожили 3 римских легиона под командованием Вара. Legio XIII Gemina покинул Эмону и был перебазирован в Августу Винделику (совр. Аугсбург в Германии) для того чтобы заменить легион, переведенный на рейнскую границу. Из Аугусты Винделики легион был переброшен в Виндонисса (совр. Виндиш в Швейцарии) в 16 г. для строительства нового укрепления с целью защиты альпийских проходов от угрозы вторжения германских племен.
В 43 г. Клавдий вторгся в Британию с армией, в составе которой был один легион из Паннонии. Для замены этого легиона legio XIII Gemina был переброшен из Виндониссы в Петевио (совр. Птуй в Словении). Основной лагерь legio XIII Gemina находился там до 89 г., хотя легион воевал на стороне Отона против Вителлия в Италии в 69 г. и затем принимал участие в кампании на Рейне при Цериале для восстановления мира и порядка в Германии.
В 80-х годах начались вторжения даков и сарматов через Дунай, сопровождавшиеся опустошениями в Паннонии и Мезии. Legio XIII Gemina передвинулся из Петевио к Дунаю и основал первое римское поселение в Виндобонне (совр. Вена в Австрии). Легион сражался в сарматской кампании в 92 г. и участвовал в завоевании Дакии Траяном. После покорения Дакии legio XIII Gemina стал основной военной силой в основанной провинции. С 106 г. по 268 г. легион базировался в Апулуме (совр. Алба Юлия в Румынии). Время от времени он отзывался для участия в военных кампаниях: против парфян при Траяне и в Сирию для поддержки Септимия Севера в 194 г.
В середине 3 столетия император Аврелиан решил, что больше не может удерживать Дакию под римским контролем в условиях постоянных атак варварских племен. Легионы и римское население провинции покинули Дакию между 268 г. и 271 г. legio XIII Gemina вернулся на свою старую стоянку в Петевио. Там он был пополнен и реорганизован. В 270 г. легион вернулся к Дунаю в Ратиарию (совр. Арщав в Болгарии) во вновь организованную провинцию -------. Legio XIII Gemina оставался в Ратиарии до конца Западной римской империи. Около 400 г. прекратилось снабжение и денежное содержание легиона. Легион прекратил свое существование.