"Nassau" đã tham gia Trận Jutland bất phân thắng bại vào ngày 31 tháng 5–1 tháng 6 năm 1916 trong thành phần Đội II của Hải đội Thiết giáp I. Trong hầu hết thời gian của trận chiến, Hải đội Thiết giáp I hình thành nên phần trung tâm của hàng chiến trận, phía sau Hải đội Thiết giáp III dưới quyền Chuẩn Đô đốc Behncke, và được nối gót bởi các thiết giáp hạm tiền-dreadnought già cỗi thuộc Hải đội Thiết giáp II của Chuẩn Đô đốc Mauve. "Nassau" là chiếc thứ ba trong nhóm bốn chiếc, đàng sau "Rheinland" và phía trước "Westfalen", trong đó "Posen" là soái hạm của Hải đội. Tuy nhiên, khi Hạm đội Đức tái sắp xếp thành đội hình di chuyển ban đêm, trình tự các con tàu vô tình bị đảo ngược, nên "Nassau" trở thành chiếc thứ hai trong hàng, phía sau "Westfalen".