Khi được đưa vào hoạt động, Edinburgh được phân về Hải đội Tuần dương 18 tại Scapa Flow thuộc Scotland, trong thành phần Hạm đội Nhà. Trong một thời gian, nó được giao nhiệm vụ tuần tra giữa Iceland và quần đảo Faroe, nhưng vào năm 1939, nó được điều sang Hải đội Tuần dương 2, phục vụ cùng với Lực lượng Humber. Tuy nhiên, Edinburgh vẫn ở lại Firth of Forth vào lúc mà Không quân Đức thực hiện cuộc không kích đầu tiên xuống các căn cứ hải quân tại Rosyth vào ngày 16 tháng 10 năm 1939. Nó chỉ bị hư hại nhẹ do những quả bom ném gần trúng đích.

Edinburgh rời Rosyth vào ngày 23 tháng 10 trong nhiệm vụ hộ tống các đoàn tàu vận tải đi và về từ Narvik, Na Uy. Khi chiếc tàu buôn tuần dương vũ trang HMS Rawalpindi bị các tàu chiến-tuần dương Đức Scharnhorst và Gneisenau tấn công và đánh chìm vào ngày 23 tháng 11, nó nằm trong lực lượng được cho tách ra để truy tìm các tàu cướp tàu buôn Đức. Tuy nhiên, việc truy tìm không mang lại kết quả, và Edinburgh quay trở lại nhiệm vụ hộ tống.

Vào ngày 18 tháng 3 năm 1940, Edinburgh đi đến Tyne trải qua một đợt tái trang bị kéo dài cho đến ngày 28 tháng 10. Sau đó nó được điều về Hải đội Tuần dương 18, và vào ngày 18 tháng 11 rời Căn cứ Hải quân Faslane trên sông Clyde hộ tống đoàn tàu vận tải WS4B đi đến Freetown (ngày nay là Sierra Leone) trước khi quay trở về Scapa Flow vào ngày 12 tháng 11. Ngay trước ngày lễ Giáng Sinh, Edinburgh tham gia vào việc săn đuổi một tàu cướp tàu buôn Đức được báo cáo đã vượt thoát ra Bắc Đại Tây Dương. Lực lượng bao gồm tàu chiến-tuần dương HMS Hood, Edinburgh và các tàu khu trục Electra, Echo, Escapade và Cossack. Sau khi trải qua một tuần lễ ngoài biển, kể cả ngày lễ Giáng Sinh, sau khi báo cáo được xác định là giả mạo, nó quay trở về cảng trước khi bước sang năm mới.

Vào mùa Đông năm 1940, Edinburgh tham gia nhiều chiến dịch nhỏ cùng với Hạm đội Nhà, bao gồm việc hỗ trợ cho Chiến dịch Claymore, cuộc tấn công của lực lượng Đồng Minh lên đảo Lofoten do Đức chiếm đóng. Lại được phân công các nhiệm vụ hộ tống, Edinburgh đã tháp tùng đoàn tàu vận tải WS7 đi đến Trung Đông, trước khi được tiếp nhiên liệu tại Gibraltar và quay trở về Scapa Flow vào ngày 15 tháng 4 năm 1941. Cuối cùng, chiếc tàu tuần dương hỗ trợ nhiều hoạt động rải mìn ngoài khơi bờ biển Đan Mạch.

Edinburgh cũng đã đóng một vai trò nhỏ trong việc săn đuổi thiết giáp hạm Đức Bismarck đã vượt thoát ra Đại Tây Dương. Sau khi phục vụ trong vai trò tuần tra tại vịnh Biscay, nơi nó ngăn chặn được chiếc tàu Đức SS Lech vào ngày 22 tháng 5 năm 1941, Edinburgh được lệnh lên đường đến một vị trí phỏng đoán nhằm đón lỏng Bismarck, và chờ đợi tại đây như một lực lượng phòng hờ để đuổi theo nó. Tuy nhiên, Edinburgh đã không trông thấy đối thủ, và đã không góp phần vào việc tiêu diệt chiếc Bismarck.

Vào ngày 1 tháng 6, Edinburgh được lệnh rời Scapa Flow để thay phiên cho chiếc tàu tuần dương hạng nhẹ lớp Dido HMS Hermione trong nhiệm vụ tuần tra tại eo biển Đan Mạch. Sau một giai đoạn hoạt động bình yên, nó được lệnh hộ tống cho một đoàn tàu vận tải khác hướng đến Trung Đông, chuyến WS9B, rồi lại vào ụ tàu tại Gibraltar vào đầu tháng 7. Cuối tháng đó, nó tham gia Chiến dịch Substance, và đã đi đến Malta vào ngày 24 tháng 7. Ngày hôm sau, nó phát lệnh báo động khi một máy bay ném ngư lôi Đức tấn công. Tuy nhiên, con tàu không bị hư hại, và đã tiếp tục lên đường quay trở về Clyde.

Vào tháng 8 năm 1941, Edinburgh hộ tống đoàn tàu vận tải WS10 đi đến Simonstown, Nam Phi, rồi một lần nữa đi đến Malta, lần này là trong thành phần tham gia Chiến dịch Halberd, và đã vào cảng tại Malta vào ngày 28 tháng 9. Nó quay trở về Gibraltar không lâu sau đó, và khởi hành từ đây vào ngày 1 tháng 10 năm 1941, với hàng tiếp liệu và tù binh chiến tranh trên tàu, hướng trở về Clyde. Sau khi được sửa chữa tại Faslane, nó gia nhập Hạm đội Nhà trong thành phần lực lượng tuần tra Iceland trong tháng 11. Vào tháng 12 năm 1941, nó hộ tống cho các đoàn tàu vận tải Bắc Cực chuyển hàng tiếp tế để trợ giúp cho Liên Xô. Nó trải qua đợt tái trang bị tại Tyne từ tháng 1 năm 1942 đến ngày 4 tháng 3, khi một lần nữa nó đảm nhiệm việc tuần tra trong khu vực Iceland-Faroes.

Edinburgh hộ tống hai đoàn tàu vận tải QP-4 và PQ-13 đi sang Liên Xô, và quay trở về Scapa Flow vào ngày 28 tháng 3. Đến ngày 6 tháng 4, nó lại rời Scapa Flow trong nhiệm vụ thường lệ, hộ tống đoàn tàu vận tải PQ-14 đến Nga. Trong số 24 con tàu hình thành nên đoàn tàu vận tải, 16 chiếc đã buộc phải quay lại Iceland do băng tuyết và thời tiết xấu, cùng một chiếc khác bị tàu ngầm U-Boat Đức đánh chìm. Cùng với bảy tàu vận tải còn lại, Edinburgh đi đến Murmansk vào ngày 19 tháng 4. Nó lại lên đường vào ngày 29 tháng 4 để hộ tống cho đoàn tàu vận tải QP-11 quay trở về.