在1916年5月31日－6月1日的日德兰海战中，法兰克福号成为了第二侦察集群司令伯迪克的旗舰。该部队将再次为海军中将弗朗茨·冯·希佩尔麾下的第一侦察集群战列巡洋舰提供屏护。当德国和英国的屏护部队相互遭遇时，法兰克福号参与了战役中的首次行动。法兰克福号、皮劳号和埃尔宾号于16:17曾短暂向英国轻巡洋舰开火，直至对方转向离开。一个半小时后，英国的高速战舰到达了现场，并向法兰克福号和其它德国小巡洋舰开火，但这些舰只籍着烟幕迅速逃离，并未被击中。将近18:00时，英国驱逐舰和莫尔兹比号试图攻击德国的战列巡洋舰，