同级舰于第一次世界大战期间得到了广泛运用。柯尼斯堡号在印度洋进行，然后受困鲁菲吉河并遭英国军舰击沉。尽管如此，其舰炮在经过德国陆军改造后仍被用于德属东非。纽伦堡号作为东亚分舰队的一份子，参加了科罗内尔海战和福克兰群岛海战。在前一次战斗中，它击沉了英国装甲巡洋舰；而在后一次中则遭对方的所击沉。斯图加特号和斯德丁号在战争期间留在德国水域，并共同参与了1916年5月31日至6月1日爆发的日德兰海战。它们与英国舰队进行了近距离的夜战，但均未受到严重破坏。两艘姊妹舰在战争后期都退出了现役，其中斯德丁号转为担任教练船，