Одноместный самолет D.513 стал дальнейшим развитием истребителей семейства Dewoitine D.500. Новый истребитель получил закрытую кабину и новый мотор Hispano-Suiza 12Ycrs мощностью 860л.с. Размах крыла уменьшили и установили бесподкосные стойки шасси вместо трехгранных пирамид. Вооружение состояло одной 20-мм пушки Hispano-Suiza HS-7 и двух 7.5-мм пулеметов MAC.34.

Первый полет самолета состоялся в январе 1935 года. Самолет показал неплохую скорость, но было ясно, что никаких резервов для дальнейшего совершенствования конструкция не имеет. Второй прототип получил новый фюзеляж, убирающееся шасси, более мощный двигатель Hispano-Suiza HS.12Ydrs2 (930л.с.) и радиатор от опытного самолета D.503. Но военные уже сделали выбор в пользу истребителя Morane-Saulnier MS.406. Дальнейшая работа по пректру привела к появлению удачного истребителя D.520.