两艘同级舰是专为海外值勤而建，并先后于1909年和1910年被分配至东亚分舰队，其中沙恩霍斯特号更是取代了自1900年便驻扎在当地的旧式装甲巡洋舰俾斯麦首爵号而担任分舰队旗舰。两艘同级舰的服役生涯都较为短暂；在第一次世界大战爆发前不久，它们都离开了德国在青岛的殖民地。1914年11月1日，这些舰只在科罗内尔海战中摧毁了一支英国部队，从而使皇家海军遭遇了自1814年尚普蘭湖戰役的首次败仗。而包括沙尔霍斯特级两艘舰在内的东亚分舰队，则在随后于12月8日爆发的福克兰群岛海战被歼灭。