Thüringen đã có mặt trong hoạt động của hạm đội vốn đã đưa đến trận Jutland diễn ra vào ngày 31 tháng 5-1 tháng 6 năm 1916. Hạm đội Đức một lần nữa tìm cách thu hút và cô lập một bộ phận Hạm đội Grand để tiêu diệt chúng trước khi hạm đội chính của Anh có thể trả đũa. Trong chiến dịch, Thüringen là chiếc thứ hai của Đội 1 thuộc Hải đội Chiến trận 1 và là chiếc thứ mười trong hàng, ngay phía sau soái hạm của hải đội Ostfriesland, và phía trước chiếc tàu chị em Helgoland. Hải đội 1 nằm ở phần trung tâm của hàng chiến trận Đức, phía sau tám thiết giáp hạm lớp König và Kaiser thuộc Hải đội Chiến trận 3. Sáu thiết giáp hạm tiền-dreadnought cũ kỹ thuộc các đội 3 và 4 thuộc Hải đội Chiến trận 2 hình thành nên phía đuôi của đội hình.Ngay trước 16 giờ 00, các tàu chiến-tuần dương của Đội Tuần tiễu 1 đụng độ với Hải đội Tàu chiến-tuần dương 1 của Anh dưới quyền chỉ huy của Đô đốc David Beatty. Các bên đối địch bắt đầu một cuộc đấu pháo vốn đã đưa đến việc phá hủy tàu chiến-tuần dương Indefatigable không lâu sau 17 giờ 00, rồi đến lượt Queen Mary không đầy nữa giờ sau đó. Vào lúc này, các tàu chiến-tuần dương Đức di chuyển về phía Nam thu hút các tàu chiến Anh về phía lực lượng chủ lực của Hạm đội Biển khơi. Lúc 17 giờ 30 phút, thủy thủ trên chiếc thiết giáp hạm Đức dẫn đầu König nhìn thấy cả Đội Tuần tiễu 1 (Đức) lẫn Hải đội Tàu chiến-tuần dương 1 (Anh) đang đến gần. Các tàu chiến tuần dương Đức di chuyển bên mạn phải, trong khi các đối thủ Anh bên mạn trái. Lúc 17 giờ 45 phút, Scheer ra lệnh bẻ lái 2-point sang mạn trái đưa các con tàu của ông gần hơn với các tàu chiến-tuần dương Anh, và một phút sau đó lệnh nổ súng được đưa ra.Trong khi những chiếc thiết giáp hạm dẫn đầu đụng độ với hải đội tàu chiến-tuần dương Anh, Thüringen và mười thiết giáp hạm khác ở quá xa ngoài tầm bắn để có thể tham gia, đã nổ súng vào Hải đội Tuần dương nhẹ 2 của Anh. Thüringen và Kronprinz đối đầu với tàu tuần dương Anh Dublin, cho dù cả hai chiếc không bắn trúng phát nào. Thüringen đã bắn trong vòng tám phút ở khoảng cách 18.600–20.800 yd (17.000–19.000 m), tiêu tốn 29 quả đạn pháo 30,5 cm. Các tàu khu trục Anh Nestor và Nomad, vốn đã bị loại khỏi vòng chiến trước đó trong quá trình trận đánh, nằm ngay trên đường tiến quân của Hạm đội Biển khơi. Thüringen và ba thiết giáp hạm khác đã tiêu diệt Nestor bằng dàn pháo chính và pháo hạng hai, trong khi các thiết giáp hạm của Hải đội 3 đã đánh chìm Nomad. Sau 19 giờ 15 phút, thiết giáp hạm dreadnought Anh Warspite lọt vào tầm bắn; Thüringen khai hỏa lúc 19 giờ 25 phút với dàn pháo chính và pháo hạng hai ở khoảng cách 10.600–11.800 yd (9.700–10.800 m), tiêu tốn 21 quả đạn pháo 30,5 cm và 37 quả đạn 15 cm trong vòng sáu phút đối đầu. Sau đó các pháo thủ trên Thüringen mất dấu Warspite, họ chuyển hỏa lực sang chiếc Malaya; bắn 20 quả đạn pháo hạng nặng nhắm vào Malaya trong vòng bảy phút ở khoảng cách 14.100 yd (12.900 m) trước khi tuân theo mệnh lệnh của Đô đốc Scheer "đổi hướng chiến trận" (Gefechtskehrtwendung) quay đầu 180 độ để tách khỏi hạm đội Anh.Vào khoảng 23 giờ 30 phút, hạm đội Đức tái tổ chức thành đội hình di chuyển ban đêm. Thüringen là chiếc thứ bảy trong đội hình, bố trí về phía trước hàng 24 tàu chiến. Một giờ sau, những chiếc dẫn đầu hàng chiến trận Đức đụng độ với lực lượng hạng nhẹ của Anh, và một cuộc đấu pháo ác liệt ở tầm gần đã diễn ra. Vào khoảng 01 giờ 10 phút, tàu tuần dương bọc thép Black Prince lọt vào giữa hàng chiến trận Đức. Thüringen chiếu sáng nó bằng đèn pha và nả những loạt đạn pháo 30,5 cm ngắm thẳng trực tiếp. Loạt đạn đầu tiên đánh trúng gần tháp pháo đuôi của Black Prince, dường như đã bắn tung nó lên. Thüringen đã bắn tổng cộng mười quả đạn pháo 30,5 cm, 27 quả đạn 15 cm và 24 quả đạn 8,8 cm; rồi được sự tham gia của ba thiết giáp hạm khác; Black Prince bị phá hủy bởi một vụ nổ hầm đạn dữ dội. Khoảng nữa giờ sau, Thüringen phát hiện một tàu đối phương mà nó cho là một tàu tuần dương lớp Birkenhead. Nó bắn pháo sáng để soi rõ tàu đối phương rồi khai hỏa dàn pháo hạng hai, bắn tổng cộng 18 quả đạn pháo 15 cm và 6 quả đạn 8,8 cm trước khi bắn một loạt pháo sáng khác. Thực ra đó là tàu khu trục Turbulent, và dường như nó đã bị lật nghiêng qua mạn phải; tuy nhiên nó vẫn tiếp tục nổi được, để rồi sau đó bị tàu tuần dương Regensburg cùng các tàu khu trục V71 và V73 kết liễu.Bất chấp sự ác liệt của trận chiến đêm, Hạm đội Biển khơi băng qua được đội hình tàu khu trục Anh và đến được Horns Reef lúc 4 giờ 00 ngày 1 tháng 6. Vài giờ sau đó, hạm đội về đến Jade; Thüringen, Helgoland, Nassau và Westfalen chiếm lấy các vị trí phòng ngự ở vòng ngoài của vũng tàu trong khi bốn thiết giáp hạm của Hải đội 3 không bị hư hại thả neo ngay phía ngoài các lối ra vào Wilhelmshaven. Tám chiếc thiết giáp hạm dreadnought còn lại đi vào cảng, nơi những chiếc còn trong tình trạng chiến đấu được tiếp đạn và tiếp nhiên liệu. Trong quá trình trận chiến, Thüringen đã bắn 107 phát đạn pháo 30,5 cm, 115 quả đạn 15 cm và 22 quả đạn 8,8 cm; nó cùng với thủy thủ đoàn đã thoát ra mà hoàn toàn không bị thiệt hại.