Der AMX-13 wurde zum ersten Mal 1956 während der Suezkrise eingesetzt. Während der amerikanischen Intervention in der Dominikanischen Republik stand er dem von Rebellen eingesetzten US-amerikanischen M50 Ontos gegenüber, der sich gegen den AMX-13 gut bewähren konnte. Mindestens ein AMX-13 wurde durch einen M50 zerstört. Er wurde im Sechstagekrieg 1967 auf israelischer Seite gegen ägyptische T-55 und T-54 eingesetzt. Hierbei erwies sich seine 75-mm-Kanone als unzureichende Bewaffnung. Aus diesen Gründen wurde er in den 1970er- und 1980er-Jahren in den meisten Nutzerstaaten auf größere Geschütze umgerüstet. Der zuverlässige und kostengünstige Panzer fand in vielen Streitkräften der Welt Verwendung.