Jak "Lützow", tak jeho sesterská loď "Derfflinger" se účastnily bitvy u Jutska ve dnech 31. května až 1. června 1916 ("Hindenburg" byl dokončen až o rok později). "Lützow" zde sloužil jako vlajková loď admirála Franze von Hipper. Obě lodi se podílely na potopení britských bitevních křižníků HMS "Invincible" a HMS "Queen Mary". Obě německé lodě ale byly v bitvě také vážně poškozeny.