Oldenburg được Hải quân Đế chế Đức (Kaiserliche Marine) đặt hàng dưới cái tên tạm thời Ersatz Frithjof, như là chiếc thay thế cho chiếc hải phòng hạm cũ Frithjof thuộc lớp Siegfried. Hợp đồng chế tạo con tàu được trao cho xưởng tàu Schichau-Werke tại Danzig theo số hiệu chế tạo 828.[2] Ba chiếc tàu chị em được đặt hàng vào tài khóa 1908, và do những giới hạn ngân sách Oldenburg chỉ được đặt hàng vào năm 1909. Đô đốc Alfred von Tirpitz, Bộ trưởng Hải quân, trao hợp đồng chế tạo cho Schichau trước khi ngân sách 1909 được chính thức thông qua, và hãng đóng tàu đã bắt đầu tích lũy vật liệu để chế tạo con tàu. Điều này đã gây ấn tượng rằng Đức chế tạo nhiều thiết giáp hạm hơn so với sự công bố, đưa đến sự lo ngại tại Anh Quốc. Công luận Anh đòi hỏi "Chúng ta cần tám [thiết giáp hạm mới] và chúng ta sẽ không chờ đợi," và trong vòng một năm tám thiết giáp hạm mới được đặt lườn tại Anh, một bước leo thang đáng kể trong cuộc chạy đua vũ trang hải quân.[3] Công việc chế tạo Oldenburg được bắt đầu vào ngày 1 tháng 3 năm 1909 với việc đặt lườn, và nó được hạ thủy chỉ hơn một năm sau đó, vào ngày 30 tháng 6 năm 1910.[4] Sau khi hạ thủy, con tàu được chuyển đến Kiel nơi công việc hoàn tất nó, bao gồm chế tạo cấu trúc thượng tầng và trang bị vũ khí, được thực hiện và kéo dài cho đến tháng 8 năm 1911.[3] Oldenburg, được đặt tên theo công quốc Oldenburg thuộc miền Bắc nước Đức, được đưa ra phục vụ cùng Hạm đội Biển khơi Đức vào ngày 1 tháng 5 năm 1912, chỉ hơn ba năm kể từ khi công việc được bắt đầu,[5] với chi phí 45,801 triệu Mác vàng.[2]

Oldenburg có chiều dài chung 167,2 m (549 ft), có mạn thuyền rộng 28,5 m (94 ft) và độ sâu của mớn nước khi đầy tải là 8,94 m (29,3 ft). Trọng lượng choán nước tiêu chuẩn của nó là 22.808 tấn (22.448 tấn Anh), và lên đến 24.700 tấn (24.310 tấn Anh) khi đầy tải. Nó được vận hành bằng động cơ hơi nước ba buồng bành trướng đặt dọc công suất thiết kế 28.000 ihp (21.000 kW) để đạt được tốc độ tối đa 20,8 hải lý trên giờ (38,5 km/h; 23,9 mph). Oldenburg mang theo đến 3.200 t (3.100 tấn Anh; 3.500 tấn thiếu) than, cho phép nó đi được 5.500 hải lý (10.200 km) ở tốc độ 10 hải lý trên giờ (19 km/h). Sau năm 1915 các nồi hơi được cải tiến để có thể đốt dầu; con tàu có thể mang thêm 197 t (194 tấn Anh; 217 tấn thiếu) dầu đốt.[2]

Oldenburg được trang bị dàn pháo chính bao gồm mười hai khẩu pháo 30,5 cm (12,0 in) SK L/50 [Ghi chú 1] trên sáu tháp pháo nòng đôi. Chúng được bố trí trên một hình lục giác khá bất thường gồm một tháp pháo đặt tại phía trước mũi và một sau đuôi tàu, và hai tháp pháo mỗi bên mạn tàu.[6] Dàn pháo hạng hai của con tàu bao gồm mười bốn khẩu pháo pháo 15 cm (5,9 in) SK L/45 và mười sáu 8,8 cm (3,5 in) SK L/45.[2] Sau năm 1914, hai trong số các khẩu 8,8 cm được tháo dỡ thay thế bằng hai khẩu pháo phòng không 8,8 cm. Oldenburg còn được trang bị sáu ống phóng ngư lôi chìm 50 cm (20 in).[5]