Po wybuchu II wojny światowej, stawiał miny na Morzu Północnym między 3 a 18 września 1939 (operacja "Westwall"). 12-13 grudnia wziął udział w wypadzie lekkich sił na Dogger Bank, podczas którego pozostałe dwa krążowniki zostały storpedowane przez okręt podwodny. Po uszkodzeniu krążownika "Nürnberg" w tej akcji, "Köln" został okrętem flagowym Sił Zwiadowczych. Następnie wziął udział w ataku na Norwegię w 1940. Transportując żołnierzy, zajął 9 kwietnia 1940 Bergen, jako okręt flagowy 3. grupy. Uniknął uszkodzeń od ognia norweskich baterii nadbrzeżnych, a następnie powrócił do Niemiec, unikając nalotu brytyjskiego następnego dnia (w którym zatonął "Königsberg"). W maju 1940 stawiał miny na Morzu Północnym, po czym głównie bazował na Bałtyku i używany był do celów szkolnych. W 1941 testowano na nim śmigłowiec Flettner Fl 282 Kolibri, startujący z tymczasowej platformy umieszczonej na wieży rufowej.