Вошел в состав флота 15.1.1914.
После начала войны "Карлсруе" получил задание приступить к рейдерству в Южной Атлантике, но уже 6.8.1914 он был обнаружен британскими крейсерами контр-адмирала Крэдока "Суффолком" и "Бристолем". Устаревший броненосный крейсер "Суффолк" скоро отстал и в начавшейся перестрелке принял участие только "Бристоль". "Карлсруэ" в этот момент находился в очень невыгодном положении: запас топлива подходил к концу, оставалось 112 т угля и 31 т нефти. Но ему повезло, сделав по 80 выстрелов и не добившись попаданий, противники потеряли друг друга в наступивших сумерках.
Дальнейшим действиям германского крейсера способствовал ряд факторов. Лучшие легкие крейсера Британии находились в Северном море, а по словам контрадмирала Крэдока, "гоняться с коллекцией старых черепах за новым немецким крейсером - занятие бесполезное". Командир "Карлсруе" хорошо знал этот район, и умело использовал низкую радиодисциплину британских кораблей. Пользуясь данными радиоперехвата, немецкий крейсер легко уходил от преследователей. Воды северо-восточнее Бразилии стали местом его постоянного пребывания.
За короткое время жертвами "Карлсруе" стало 17 британских торговых судов тоннажем 76609 т. Их общая стоимость с грузом составила - 1,5 миллиона фунтов стерлингов. 14 судов было потоплено, а три превращены во вспомогательные корабли. 21.09.1914 был захвачен голландский пароход "Мария" с грузом английской пшеницы. Это дало англичанам повод громко кричать о нарушении Германией призового права. Но вопрос о нейтральном судне, везущем контрабандный груз, является спорным и обычно решается командиром корабля в зависимости от конкретной обстановки.
Удача сопутствовала "Карлсруе" до 4.11.1914. В этот день рейдер находился в 350 милях восточнее острова Тринидад. В 18.30 в носовой части крейсера прогремел взрыв. Затем корабль содрогнулся еще от нескольких взрывов. Носовую часть до первой трубы оторвало, и все находившиеся там, в том числе и командир корабля, погибли (всего 262 человека). Оказавшийся рядом угольщик спас 146 человек, среди которых было много раненых и обожженных. Уцелевшая часть экипажа вернулась в Германию на борту блокадопрорывателя "Рио Негро". По возвращении на родину спасшийся второй артиллерист "Карлсруе" утверждал, что причиной взрыва явилось саморазложение пороха в носовом погребе, что можно объяснить длительным плаванием в тропических условиях.