Im März 1940 verlegte das in Hamburg instandgesetzte Schiff nach Swinemünde in der Vorbereitungsphase des Unternehmens „Weserübung“. Am 10. April 1940 betankte die "Nordmark" die beiden Schlachtschiffe "Gneisenau" und "Scharnhorst" im Nordmeer, als diese auf das Wiederauslaufen der deutschen Zerstörer aus Narvik warteten, um dann mit Zerstörersicherung wieder in die Heimat zurückzukehren. Die "Nordmark" verblieb im Nordmeer und versorgte am 13. Mai 1940 vor Jan Mayen den in den Atlantik auslaufenden Hilfskreuzer "Widder". Während des Aufenthalts im Polarmeer hatte die "Nordmark" Schäden an Bug und Heck durch das Eis erlitten, stand aber dennoch während des Unternehmens „Juno“, als die beiden deutschen Schlachtschiffe mit dem Schweren Kreuzer "Admiral Hipper" gegen die alliierten Streitkräfte, die Norwegen evakuierten, vorstießen, als Versorger zur Verfügung und marschierte dabei gleichzeitig in die Heimat. Dabei wurde sie am 27. Juli 1940 nahe der jütischen Küste von britischen Flugzeugen entdeckt und angegriffen. Die Schäden wurden bei der folgenden Werftliegezeit in Hamburg beseitigt.