Üçlü Entente arasında savaşın kaçınılmaz olduğunu değerlendirdi ve gemilerine bakım için Pola'ya gitme emrini verdi. Almanya'dan gelen mühendisler gemi üzerinde bakım çalışması yaptı. "Goeben"'in 4,460 kazan tüpü değiştirildi ve genel bakımı yapıldı. Bakımların tamamlanmasının ardından gemiler Messina'ya doğru yola çıktılar.

II. Kayzer Wilhelm, savaş çıkması durumunda "Goeben" ve "Breslau"'nun ya batı Akdeniz'de akınlar yaparak Kuzey Afrika'daki Fransız askerlerinin Avrupa'ya dönmesini engellemesini, ya da Cebelitarık'tan geçip Atlas Okyanusu'na çıkarak Alman sularına dönmesini emretmişti. Hangisinin yapılacağı filo komutanının taktik duruma göre vereceği bir karardı. 3 Ağustos 1914'te iki gemi Cezayir'e doğru yoldayken Amiral Souchon Almanya'nın Fransa'ya savaş ilan ettiği haberini aldı. Kayzer'in emrine uyan "Goeben" Philippeville (bugünkü Skikda, Cezayir) kentini 10 dakika boyunca bombaladı. Bu sırada "Breslau" da Bône (bugünkü Annaba) şehrini bombalamaktaydı. Kayzer'in emirlerini açıkça hiçe sayan amiraller Alfred von Tirpitz ve Hugo von Pohl, Kayzer'e bilgi vermeden Souchon'a bombardımanın ardından İstanbul'a hareket etme emri verdiler.

"Goeben"'in İstanbul'a ulaşacak kadar kömürü olmaması sebebiyle Souchon, gemilerini Messina'ya yönlendirdi. Almanlar, İngiliz muharebe kruvazörleri HMS Indefatigable ve HMS Indomitable ile karşılaştılar, ancak Almanya henüz İngiltere ile savaşa girmediği için bir çatışma olmadı. İngiliz gemileri "Goeben" ve "Breslau"'yu takibe aldılar, fakat Almanlar İngilizlerden kaçmayı başararak 5 Ağustos'ta Messina'ya vardılar.

Messina'da yakıt ikmali, İtalya'nın 2 Ağustos'ta tarafsızlığını ilan etmesi sebebiyle karmaşık bir hal aldı. Uluslararası kanunlara göre savaş gemileri tarafsız bir limanda en fazla 24 saat kalabilirdi. Limandaki Alman taraftarı İtalyan denizcilik otoritesi, "Goeben" ve "Breslau"'nun limanda 36 saat kalarak bir Alman kömür gemisinden kömür ikmali yapmalarına izin verdi. Fazladan geçirilen zaman dahi "Goeben"in kömür depoları İstanbul'a ulaşacak kadar yakıtla doldurulamamıştı, bu sebepten Amiral Souchon Ege Denizi'nde bir başka Alman kömür gemisiyle bir buluşma ayarladı. Fransız komutan Amiral Lapeyrère'nin Almanların ya Akdeniz'den çıkış yapacağı ya da Pola'ya giderek Avusturya donanması ile buluşacağı düşüncesi sebebiyle Fransız Akdeniz filosu batı Akdeniz'de kaldı.

Souchon'un iki gemisi, 6 Ağustos gününün erken saatlerinde Messina Boğazı'nın güneyinden geçerek limandan ayrılıp Doğu Akdeniz'e doğru yola çıktılar. Peşlerindeki iki İngiliz muharebe kruvazörü 100 mil gerilerindeydi, üçüncü İngiliz muharebe kruvazörü HMS Inflexible ise Bizerta, Tunus'ta kömür almaktaydı. Souchon'un yolundaki tek İngiliz kuvveti Tümamiral Ernest Troubridge komutasında zırhlı kruvazörler HMS Defence, HMS Black Prince, HMS Duke of Edinburgh ve HMS Warrior'dan oluşan 1. Kruvazör Filosu'ydu.

Almanlar, Troubridge'i şaşırtmak amacıyla öncelikle Adriyatik Denizi'ne yöneldiler. İngiliz filosu, Almanları Adriyatik'in girişinde karşılamak için yola koyuldu. Hatasının farkına varan Troubridge, rotasını tersine çevirdi ve hafif kruvazör HMS Dublin ve iki destroyerine Almanlar üzerine torpido saldırısı yapma emrini verdi. "Breslau"nun gözcülerinin İngiliz gemilerini farketmesi üzerine iki Alman gemisi de karanlıktan yararlanarak takipçilerinden kaçmayı başardılar. "Goeben"in 28 cm'lik toplarına karşı elindeki dört eski zırhlı kruvazörle çıkmanın intihar olacağını düşünen Troubridge 7 Ağustos günü erken saatlerde kovalamacayı bıraktı. Souchon için İstanbul yolu böylece açılmış oldu.

"Goeben", Nakşa açıklarında kömür depolarını doldurdu. 10 Ağustos günü öğleden sonrası iki gemi Çanakkale Boğazı'na girerek bir Osmanlı öncü gemisi rehberliğinde Marmara Denizi'ni geçtiler. Tarafsızlık kurallarının çevresinden dolanmak için 16 Ağustos'ta Almanlar iki geminin Osmanlı Donanması'na katıldığını ilan ettiler. 23 Eylül'de Amiral Souchon Türk donanmasının komutasına getirildi. "Goeben" yeniden adlandırılarak "Yavuz Sultan Selim", "Breslau" ise "Midilli" isimlerini aldılar. Gemilerin Alman mürettebatı Osmanlı üniformaları giydiler ve fes taktılar.

29 Ekim'de "Yavuz", Çarlık Rusyası'na karşı ilk operasyonuna çıkarak Sivastopol limanını bombaladı. Bombardıman sırasında Osmanlı İmparatorluğu henüz müttefik devletlerle savaşa girmemişti. Bombardıman sırasında 25.4 cm'lik (10 inç) bir top mermisi "Yavuz"un arka bacasına isabet etti, ancak patlamadı ve önemsiz bir hasara yol açtı. Geminin aldığı başka iki isabet de küçük çaplı hasar yarattı. "Yavuz" ve eskortları bombardıman sırasında aktif olmayan bir Rus deniz mayını tarlasından geçtiler. Türk sularına dönüş yolunda "Yavuz", Rus mayın gemisi "Prut" ile karşılaştı, ancak "Prut" güvertesindeki 700 mayınla kendini batırdı. Bu karşılaşma sırasında "Prut"a eskortluk yapan Rus destroyeri "Leytenant Puşçin" ise "Yavuz"un ikinci bataryasından açılan ateşten isabet eden iki 15 cm'lik mermi ile hasara uğratıldı. Bombardımana tepki olarak Rusya, 1 Kasım'da Osmanlı Devleti'ne savaş ilan ederek Osmanlı'nın I. Dünya Savaşı'na katılmasına sebep oldu. 3 Kasım'da Fransız ve İngiliz gemileri Çanakkale Boğazı'ndaki Türk savunma tabyalarını bombaladı, iki gün sonra da resmen savaş ilan ettiler. "Frut" ve "Leytenant Puşçin" gemilerinin başına gelenleri göz önünde bulunduran Rusya, tüm Karadeniz filosunu bir araya toplayarak "Yavuz"un tüm donanma gemilerini teker teker batırmasının önüne geçmeye çalıştı.

"Yavuz" ve "Midilli", 18 Kasım'da Trabzon'un bombardımanından dönen Rus Karadeniz Filosu'yla Kırım'ın 17 deniz mili (31 km; 20 mil) açığında karşılaşarak Sarıç Burnu Muharebesi'ne girişti. Öğle saatleri olmasına rağmen hava sisliydi ve filoların büyük gemileri birbirlerini ilk başta göremediler. Rus Karadeniz Filosu, 1905 Rus-Japon Savaşı'nın deneyimiyle savaştan önce birçok geminin ateşinin bir ana gemi tarafından yönlendirilerek tek bir düşman üzerine yoğunlaştırılmasına dayanan bir savaş taktiği geliştirmişti. Rus zırhlısı "Evstafi", filonun ana gemisi "Ioann Zlatoust" zırhlısı "Yavuz"u görene dek ateş etmedi. Ana gemiden "Evstafi"ye ulaşan hatalı atış komutları, geminin kendi hesabı olan 7.000 metreden 4.000 metre fazlasına göreydi, bu sebepten "Evstafi", "Yavuz" dönüp ana bataryasından ateş etmeye başlamadan önce kendi hesaplarına göre ateş açtı. Rus gemisinin ilk salvosundan bir 12 inçlik mermi, "Yavuz"un 15 cm'lik ikincil bataryalarından birinin kazamat zırhını kısmen delerek ateşlenmeye hazır cephanelerin bir kısmını havaya uçurdu ve silahın tüm mürettebatının ölümüne yol açan bir yangın başlattı. Toplam 13 mürettebat öldü, üç mürettebat ise yaralandı.

"Yavuz" ateşe karşılık verdi ve "Evstafi"yi orta bacasından vurdu; isabet eden mermi bacadan geçip ateş kontrol telsizinin antenini parçaladı. Telsiz bağlantısını kaybeden "Evstafi", "Ioann Zlatoust"un hatalı menzil ölçümünü düzeltemeyince filonun geri kalanı ya hatalı atış komutlarını kullandılar ya da "Yavuz"u hiç göremediler ve hiçbir isabet kaydedemediler. Bu sırada "Yavuz", "Evstafi" zırhlısını dört kez daha vurdu, mermilerden biri patlamadı. Tümamiral Wilhelm Souchon 14 dakikalık muharebenin ardından temas kesmeye karar verdi. Atılan 19 mermiden isabet eden dört 28 cm'lik (11 inç) mermi toplam 34 Rus mürettebatı öldürdü, 24'ünü yaraladı.

Sonraki ay, 5-6 Aralık'ta "Yavuz" ve "Midilli" asker nakliye hatlarını korudu, 10 Aralık'ta ise "Yavuz" Batum'u bombaladı. 23 Aralık'ta "Yavuz" ve "Hamidiye Kruvazörü" üç taşıma gemisine Trabzon'a dek eskortluk yaptı. 26 Aralık'ta başka bir asker transferi operasyonundan dönerken "Yavuz", İstanbul Boğazı girişinin bir deniz mili açığında bir mayına çarptı. Geminin sancak tarafında, komuta kulesinin altında patlayan mayın geminin teknesinde 50 metrekarelik bir delik açtı, ancak su geçirmez torpido bölmesi hasar görmedi. İki dakika sonra "Yavuz" bu kez iskele tarafından başka bir mayına çarptı. İkinci mayın iskele ana top bataryasının hemen ön kısmında 64 metrekarelik bir delik daha açtı. Su geçirmez bölmeler 30 cm kadar çöktü, ancak geminin daha fazla su almasını engelledi. Ancak gemi açılan iki delikten toplamda 600 ton su almıştı. Osmanlı İmparatorluğu'nda "Yavuz"un tamiri için yeterli büyüklükte bir tersane olmadığı için tamiratlar gemi etrafına geçici sandık barajlar kurularak ve gemideki su boşaltılarak gerçekleştirildi. Gemideki delikler betonla kapatıldı. Beton yamalar kalıcı tamirat yapılana dek birkaç yıl boyunca iş gördüler.

Hâlâ hasarlı olan "Yavuz", 28 Ocak ve 7 Şubat'ta iki kez Boğaziçi'nden çıkarak Rus donanmasından kaçması için "Midilli"ye ve "Hamidiye Kruvazörü"ne yardım etti. Daha sonra mayın hasarının tamiri için mayıs ayına dek tamirde kaldı.

1 Nisan'da "Yavuz", tamiri tamamlanmadığı halde "Midilli" ile beraber bir kez daha İstanbul'dan ayrılarak "Hamidiye" ve "Mecidiye" kruvazörlerinin Odessa bombardıman görevinden dönüşlerinde korumaya gitti. "Hamidiye" ve "Mecidiye", şiddetli akıntılar nedeniyle rotalarından 15 deniz mili saptılar, rota düzeltmesinin ardından Odessa'ya yöneldiler, ancak "Mecidiye" bir mayına çarparak batınca saldırı iptal edildi. Bu sıralarda "Yavuz" ve "Midilli" Sivastopol açıklarına varıp iki buharlı kargo gemisi batırdı. Rus filosu gün boyunca iki gemiyi takip etti, gün batımında ise birçok destroyeri torpido saldırısı için ana filodan bağımsız gönderdi. Sadece "Gnevny" destroyeri iki gemiye yeterince yaklaşıp bir torpido atışı yaptı, ancak ıskaladı. "Yavuz" ve "Midilli" İstanbul'a hasar görmeden döndüler.

25 Nisan'da Rus donanması, müttefiklerin Gelibolu çıkarması ile aynı günde İstanbul Boğazı'nın girişindeki tabyaları bombaladı. İki gün sonra "Yavuz", müttefik askerlerini bombalamak için "Turgut Reis" drednot-öncesi zırhlısı ile birlikte Çanakkale Boğazı'na doğru yola çıktı. Şafakta "HMS Queen Elizabeth" tarafından salınan bir gözetleme balonu iki gemiyi bombardıman pozisyonu alırken tespit etti. "Queen Elizabeth" tarafından atılan ilk 15 cm'lik mermi "Yavuz"un çok yakınına düşünce "Yavuz" ateş pozisyonundan çıkıp denize inen uçuru