行动中，罗斯托克号再次为战列巡洋舰提供屏护，期间它曾连同其它五艘巡洋舰短暂地与英国交战。在1916年5月31日－6月1日爆发的日德兰海战中，罗斯托克又被分配至战列舰队的屏护部队。它在日德兰参与了重大行动，并频繁与英国轻型部队交火，其中包括协助摧毁了驱逐舰和。罗斯托克号的参战的是以午夜过后不久被驱逐舰用鱼雷击中而告终。它只得通过德国鱼雷艇拖行，但至翌日清晨，敌对巡洋舰碰到了正在撤退的舰只。为了防止罗斯托克号被俘，德国人在舰上设置了凿沉药引并撤离船员，然后再向这艘失效的巡洋舰发射鱼雷，以确保其沉没。