Khi được đưa ra hoạt động vào tháng 10 năm 1904, Braunschweig được phân về Đội 2 thuộc Hải đội 2 của Hạm đội Đức; có sự tham gia tiếp tục của con tàu chị em Elsass trong tháng tiếp theo; Đội 2 được bổ sung bởi chiếc thiết giáp hạm cũ Weissenburg. Hải quân Đức vào lúc đó bao gồm bốn đội với ba thiết giáp hạm mỗi đội, được phân thành hai đội cho mỗi hải đội; chúng được hỗ trợ bởi một hải đội tuần dương, bao gồm hai tàu tuần dương bọc thép và sáu tàu tuần dương bảo vệ.[2][4]

Sau khi Chiến tranh Thế giới thứ nhất nổ ra vào năm 1914, Braunschweig được chuyển về Hải đội Chiến trận 4 thuộc Hạm đội Biển khơi Đức,[5] đơn vị dưới sự chỉ huy của Phó đô đốc Ehrhard Schmidt.[6] Vào tháng 7 năm 1915, sau khi bị mất chiếc tàu tuần dương rải mìn Albatross trong biển Baltic, các con tàu thuộc Hải đội Chiến trận 4 được chuyển sang tăng cường cho lực lượng hải quân Đức tại khu vực này.[7] Vào các ngày 11 và 19 tháng 7, các tàu tuần dương Đức dưới sự hỗ trợ của Hải đội Chiến trận 4 đã tiến hành càn quét trong khu vực Baltic, cho dù không đụng độ với bất kỳ lực lượng Nga nào.[8]

Đến tháng 8 năm 1915, Hạm đội Đức dự định quét sạch lực lượng Hải quân Nga khỏi vịnh Riga nhằm giúp đỡ cho Lục quân Đức tiến quân đến thành phố này. Hải đội Chiến trận 4, được sự tham gia của Hải đội Chiến trận 1 bao gồm tám thiết giáp hạm thuộc các lớp Nassau và Helgoland của Hạm đội Biển khơi, cùng ba tàu chiến-tuần dương và một loạt các tàu chiến nhỏ khác. Đơn vị đặc nhiệm này được đặt dưới quyền Phó đô đốc Franz von Hipper, cho dù quyền chỉ huy tác chiến vẫn thuộc về Phó đô đốc Schmidt.[8] Sáng ngày 8 tháng 8, phía Đức thực hiện cuộc tiến quân đầu tiên vào khu vực vịnh; Braunschweig và Elsass được giao nhiệm vụ đối đầu với chiếc thiết giáp hạm tiền-dreadnought Nga Slava, ngăn cản nó can thiệp hoạt động của các tàu quét mìn Đức. Tuy nhiên, khi mọi việc trở nên rõ ràng là không thể quét sạch các bãi mìn trước khi trời tối, Schmidt hủy bỏ hoạt động.[9] Một cố gắng thứ hai được tiến hành vào ngày 16 tháng 8; lần này Braunschweig ở lại phía ngoài vịnh trong khi các thiết giáp hạm dreadnought Nassau và Posen đảm trách vai trò đối phó với Slava.[10] Đến ngày 19 tháng 8, các bãi mìn Nga được quét sạch và chi hạm đội Đức tiến vào vịnh. Tuy nhiên, các báo cáo về hoạt động của tàu ngầm Đồng Minh trong khu vực đã buộc phía Đức hủy bỏ chiến dịch vào ngày hôm sau.[11]

Vào ngày 12 tháng 10, tàu ngầm Anh E18 bắn một quả ngư lôi nhắm vào Braunschweig, cho dù nó không trúng đích.[12] Đến năm 1916, do thiếu hụt nhân sự, các con tàu thuộc Hải đội 4 được cho xuất biên chế; Braunschweig trở thành một tàu huấn luyện. Vào ngày 20 tháng 8 năm 1917, nó được chuyển sang sử dụng như một tàu trại binh đặt tại Kiel.[2] Trong vai trò này, con tàu hỗ trợ cho Chi hạm đội Tàu ngầm 3.[13]

Hiệp ước Versailles, vốn thỏa thuận nhằm kết thúc cuộc xung đột, quy định Đức được phép giữ lại sáu thiết giáp hạm thuộc các "kiểu Deutschland hoặc Lothringen". Braunschweig được chọn giữ lại để phục vụ cùng Hải quân Cộng hòa Đức được tái tổ chức.[2] Con tàu được hiện đại hóa tại xưởng tàu Kriegsmarinewerft ở Wilhelmshaven trong những năm 1921-1922.[1] Đến năm 1923, cầu tàu của Braunschweig được tái cấu trúc và mở rộng.[2] Nó cùng với Elsass và thiết giáp hạm Schlesien thuộc lớp Deutschland được phân về Trạm Bắc Hải.[14] Con tàu đã phục vụ cùng Hạm đội cho đến năm 1926, khi nó được rút khỏi hoạt động thường trực để đưa về lực lượng dự bị. Vào ngày 31 tháng 3 năm 1931, Braunschweig được rút khỏi Đăng bạ Hải quân, được tạm thời sử dụng như một lườn tàu tại Wilhelmshaven trước khi bị tháo dỡ.[2]