舰只都进行了改装，其防空武器一再得到增强，同时还完成了其它改进。三艘舰在1936－1937年的西班牙内战期间都参与了当地的，当第二次世界大战于1939年9月爆发后，它们则在北海布设了一系列防御雷区。1940年4月，柯尼斯堡级舰只参加了入侵挪威的“威悉演习行动”。其中柯尼斯堡号和科隆号被派往攻击卑尔根，而卡尔斯鲁厄号则加入了对克里斯蒂安桑的突袭。柯尼斯堡号在卑尔根外围遭到口径炮的勐烈攻击，并严重受损；因此在港口被占领后，她移至内港进行临时修理。它奉命返回德国，但于翌日早晨遭到英国轰炸机的袭击，并被至少5枚