L'11 settembre 1911, un equipaggio composto da lavoratori di cantiere navale trasferì la nave da Amburgo a Kiel attraverso lo Skagerrak. Il 30 settembre, la nave fu messa in servizio, sotto il comando di Kapitän zur See von, e sostituì Roon nell'Unità di Ricognizione. Le prove in mare continuarono fino al 1 aprile 1912. La Moltke fu l'unica nave capitali tedesca a visitare gli Stati Uniti. L'11 maggio 1912 lasciò Kiel, accompagnata dai incrociatori leggeri Stettin e Bremen, e giunse a Hampton Roads, Virginia, il 30 maggio 1912.
Prima guerra mondiale