Da første verdenskrig brøt ut fikk HMAS «Australia» i oppdrag å finne og ødelegge den tyske østasiaskvadronen i Stillehavet. Skipet støttet også de allierte landgangene ved de tyske koloniene i Stillehavet (Tysk Nyguinea og Tysk Samoa). Senere ble hun sendt til Europa der hun tjenestegjorde i Nordsjøen frem til slutten av krigen. Under tjenesten i Nordsjøen var hun involvert i Zeebrugge-raidet i 1918. HMAS «Australia» var under reparasjon etter en kollisjon med søsterskipet HMS «New Zealand» under Jyllandsslaget. Hun har avfyrt sine kanoner i strid to ganger: mot et tysk handelsskip i januar 1915 og i forbindelse med en potensiell ubåtkontakt i desember 1918.