«Фрауенлоб» провел всю свою службу в составе разведывательных сил Гохзеефлотте (Флота открытого моря). Участвовал битве в Гельголандской бухте в августе 1914, где ему удалось нанести тяжёлые повреждения британскому лёгкому крейсеру «Аретьюзе», и в Ютландском сражении 31 мая 1916. В хаотическом ночном бою британский лёгкий крейсер «Саутгемптон» добил торпедой «Фрауенлоб», после чего крейсер перевернулся и затонул вместе с большей частью экипажа. Корпус корабля был обнаружен только в 2000 году, и всё ещё находится в хорошем состоянии, погружённый вертикально в дно океана.