Spolu se svými sesterskými loděmi Helgoland, Ostfriesland a Thüringen se Oldenburg účastnila všech hlavních operací floty za první světové války v Severním moři proti britské Grand Fleet, včetně bitvy u Jutska 31. května a 1. června 1916, největší námořní bitva války. Loď také bojovala v Baltském moři proti ruskému carskému námořnictvu. Byla přítomna při prvním a neúspěšném vpádu do Rižského zálivu v srpnu 1915, ačkoli během operace nezasáhla do boje.