Sachverhalt: A. Die 1966 geborene V._ war seit 13. November 1995 als Restaurantangestellte für die Genossenschaft C._ tätig und in dieser Eigenschaft bei der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (SUVA) gegen die Folgen von Unfällen versichert. Am 29. September 2009 war sie in einem Linienbus unterwegs zur Arbeit, als dieser wegen eines von links einmündenden Personenwagens brüsk abbremste. Die Versicherte stürzte und zog sich dabei laut Austrittsbericht des Spitals X._ vom 7. Oktober 2009 ein Schädel-Hirntrauma mit Subarachnoidalblutung frontal links zu. Die SUVA kam für die Heilbehandlung auf und richtete Taggelder aus. Mit Verfügung vom 14. Februar 2011 stellte sie ihre Leistungen auf Ende Februar 2011 ein; gleichzeitig verneinte sie einen Anspruch auf Invalidenrente und Integritätsentschädigung. Daran hielt sie auf Einsprache hin fest (Einspracheentscheid vom 12. Juli 2011). B. Das Versicherungsgericht des Kantons Aargau wies die dagegen erhobene Beschwerde mit Entscheid vom 15. August 2012 ab. C. V._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit dem Rechtsbegehren, die SUVA sei zu verpflichten, ihr über den 28. Februar 2011 hinaus die gesetzlichen Leistungen (insbesondere Taggelder nach Massgabe einer vollen Arbeitsunfähigkeit und Übernahme der Heilbehandlung; eventuell Invalidenrente und Integritätsentschädigung) zu gewähren. Eventualiter sei die Sache zur ergänzenden medizinischen Abklärung an die Vorinstanz oder die SUVA zurückzuweisen. Zudem wird um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege ersucht. Das Bundesgericht hat die Akten beigezogen, aber keine Vernehmlassungen eingeholt. 