Szolgálatba állításuk után az I. csatahajóraj II. divízióját alkották. Egységei részt vettek az első világháború számos Északi- és Balti-tengeren végrehajtott hadműveletében. Közülük kettő, a "Nassau" és a "Posen" jelen volt az 1915-ös Rigai-öbölben vívott csatában, melynek során harcot vívtak a "Szlava" orosz pre-dreadnoughttal. A "Nassau"-osztályú hajók részt vettek az 1916. május 31-én és június 1-én vívott skagerraki csatában, melynek során csak néhány kisebb kaliberű lövedék találta el őket és az emberveszteségeik is alacsonyak voltak. A háború után az osztály hajóit az antant-hatalmak hadizsákmányként elkobozták és lebontásra eladták őket.