Sin embargo, el almirante August von Heeringen, del Departamento General de Marina, declaró que para que el barco pudiera enfrentarse a acorazados, eran necesarios los cañones de 28 cm.

El barco pudo transportar ciento ochenta toneladas de carbón adicionales en los tanques estabilizadores.

En 1915, se llevaron a cabo pruebas de hidroaviones en el Von der Tann, y se adjuntó una grúa en la cubierta de la popa para levantar el hidroavión a bordo del barco.

[14]​[15]​ Como muchos barcos capitales alemanes,[n. 3]​ el Von der Tann tuvo problemas crónicos con el carbón, a menudo de baja calidad, disponible para las calderas del barco.

[13]​ El Von der Tann llevó ocho cañones SK L/45[n. 4]​ de 28 cm, montados en cuatro torretas dobles: una en la proa, otra en la popa y dos en las alas dispuestas escalonadamente.

Estos se colocaron en el montaje giratorio Drh.L C/1907, que funcionaba mediante energía eléctrica, mientras que las propias armas usaban sistemas hidráulicos para cambiar la elevación,[6]​ con un máximo de hasta veinte grados, lo que permitía un alcance de 18 900 m, sin embargo esto se aumento a 20 400 m gracias a un reacondicionamiento en 1915.

[21]​ El blindaje del Von der Tann consistía en acero Krupp cementado y niquelado.

Desde allí, el 30 de marzo, Mischke y su personal realizaron una visita a Buenos Aires.

En junio, navegó a Flesinga en los Países Bajos, donde embarcó al príncipe heredero Guillermo de Prusia y su esposa Cecilia para llevarlos a la coronación del rey Jorge V del Reino Unido.

Las ceremonias incluyeron un desfile naval en Spithead que duró del 20 al 29 de junio, donde el Von der Tann representó a Alemania.

Regresó a las operaciones con la flota en agosto y, el 29 de septiembre, se convirtió en el buque insignia del I Grupo de Reconocimiento, por lo que reemplazó al Blücher en ese cargo.

En septiembre de ese mismo año, Max Hahn reemplazó a Mischke como capitán del barco.

Cuando la flotilla se alejaba, los cruceros de batalla dispararon varias salvas contra Great Yarmouth, con poco efecto.

Fue reemplazada por el crucero blindado Blücher, que durante la batalla se hundió junto con un destacamento de hombres del Von der Tann que había sido enviado con él.

[45]​ El Von der Tann también se enfrentó al crucero blindado ruso Bayan y cinco destructores, acción durante la cual, fue impactado en la chimenea, sin recibir bajas en su dotación.

Los cuatro cruceros de batalla restantes giraron hacia el sur inmediatamente en dirección a Norderney para evitar más daños por minas.

[49]​ Boedicker se negó a dejarse distraer por los barcos británicos y, en cambio, apuntó los cañones de sus barcos hacia Lowestoft, y en consecuencia, las dos baterías costeras de 15 cm fueron destruidas, junto con otros daños a la ciudad.

Los barcos alemanes volvieron hacia el sur y, a las 05:47, se encontraron por segunda vez con la Fuerza Harwich, que para entonces había sido atacada por los seis cruceros ligeros de la fuerza de pantalla.

Un observador en el crucero de batalla New Zealand, que estaba directamente delante del Indefatigable, comentó más tarde que vio «este último barco siendo alcanzado por dos proyectiles del Von der Tann, uno en la torreta de proa.

[58]​ El New Zealand, que había estado enfrentando al Von der Tann luego de la destrucción del Indefatigable, perdió de vista su objetivo y cambió el fuego al Moltke.

[60]​ Sin embargo, después de disparar solo veinticuatro proyectiles, el Von der Tann tuvo que regresar a su objetivo anterior, el New Zealand, porque sus torretas de proa y popa habían sido desactivadas desde entonces, y las del medio del barco ya no podían apuntar al Barham.

[61]​ A las 18:15, los cañones de la última torreta activa se atascaron en sus montajes, lo que dejó al Von der Tann sin ningún armamento principal en funcionamiento.

[62]​ Independientemente, permaneció en la línea de batalla para distraer a los artilleros británicos.

[68]​ Cerca del final de la batalla, a las 03:55, Hipper transmitió un informe al almirante Scheer en el que le informaba del tremendo daño que habían sufrido sus naves.

[70]​ El barco estaba disparando tan rápido que varios de los cañones principales en las torretas centrales del barco se sobrecalentaron y se atascaron en sus deslizadores de retroceso, y no pudieron volver a funcionar.

[71]​ El Von der Tann estuvo sin su batería principal durante once horas, aunque tres torretas se restauraron para que funcionaran antes del final de la batalla;[72]​ la torreta D solo después de cortar mucho el metal doblado con antorchas de oxiacetileno; después, las armas pudieron funcionar solamente a mano.

[74]​ Los británicos estaban al tanto de los planes alemanes y enviaron a la Gran Flota para enfrentarlos.

[76]​ Mientras la Flota de Alta Mar se consolidaba en Wilhelmshaven, los marineros comenzaron a desertar en masa.

[81]​ La flota se reunió con el crucero ligero británico Cardiff, que condujo los barcos hasta la flota aliada, formada en unos 370 buques de guerra británicos, estadounidenses y franceses,[82]​ que debía escoltar a los alemanes hasta Scapa Flow.

[85]​ La flota permaneció en cautiverio durante las negociaciones que finalmente produjeron el Tratado de Versalles.