Sau khi được đưa ra hoạt động vào 1905, Preussen được phân về Hải đội Chiến trận 2 của Hạm đội Đức cùng với các tàu chị em Braunschweig, Elsass và Hessen.[4] Đến cuối năm 1911, ba trong số bốn thiết giáp hạm dreadnought mới thuộc lớp Helgoland được đưa ra hoạt động cùng với Hải đội Chiến trận 1; chiếc thiết giáp hạm tiền-dreadnought duy nhất còn lại cùng Hải đội 1 là con tàu chị em Elsass. Preussen cùng bảy chiếc khác thuộc các lớp Braunschweig và Deutschland hình thành nên Hải đội Chiến trận 2.[5] Preussen đã có mặt trong chuyến đi huấn luyện hàng năm đến Na Uy vào tháng 7 năm 1914, vốn bị cắt ngắn do vụ Ám sát Thái tử Franz Ferdinand và sự căng thẳng trong quan hệ quốc tế diễn ra sau đó. Vào ngày 25 tháng 7, thủy thủ trên tàu được tin về Tối hậu thư mà Áo-Hung đưa ra cho Serbia; Preussen rời Na Uy để gặp gỡ phần còn lại của hạm đội vào ngày hôm sau.[6]

Sau khi Chiến tranh Thế giới thứ nhất nổ ra vào tháng 8 năm 1914, Hạm đội Biển khơi Đức tiến hành một loạt các hoạt động nhằm thu hút một phần lực lượng của Hạm đội Grand Anh Quốc vốn vượt trội hơn về số lượng nhằm tiêu diệt chúng.[7] Bằng cách tạo ra một tương quan lực lượng cân bằng, Hải quân Đức có thể thúc đẩy một trận chiến quyết định tại khu vực phía Nam của Bắc Hải.[8] Hoạt động đầu tiên như vậy là cuộc bắn phá Scarborough, Hartlepool và Whitby vào ngày 15-16 tháng 12 năm 1914.[9] Phần chủ lực của hạm đội, trong đó có Preussen, hoạt động như lực lượng hỗ trợ từ xa cho hải đội tàu chiến-tuần dương của Chuẩn đô đốc Franz von Hipper khi chúng bắn phá các thị trấn duyên hải của Anh. Vào chiều tối ngày 15 tháng 12, Hạm đội Đức với 12 thiết giáp hạm dreadnought và 8 thiết giáp hạm tiền-dreadnought đã tiếp cận trong khoảng cách 10 nmi (19 km; 12 dặm) với một hải đội biệt lập gồm sáu thiết giáp hạm Anh. Tuy nhiên, các cuộc đụng độ lẻ tẻ giữa các tàu khu trục hộ tống đối địch đã khiến vị tư lệnh Đức, Đô đốc Friedrich von Ingenohl, tin rằng ông đang phải đối đầu với toàn bộ Hạm đội Grand Anh Quốc, nên ông đã tách ra khỏi trận chiến và quay trở về cảng nhà.[10]

Trong thành phần Hải đội Chiến trận 2, Preussen đã bỏ lỡ mất trận Jutland vào ngày 31 tháng 5-1 tháng 6 năm 1916; nó được tạm thời điều động sang khu vực biển Baltic để phục vụ như tàu canh phòng. Con tàu chị em Lothringen cũng không tham gia trận này vì bị xem là quá cũ và lạc hậu để tham gia hoạt động thường xuyên cùng hạm đội.[11] Trận chiến này cũng bộc lộ cho Phó đô đốc Reinhard Scheer, tư lệnh hạm đội, rằng các thiết giáp hạm tiền-dreadnought quá mong manh để có thể tham gia các hoạt động nơi tuyến đầu; vì vậy Hải đội Chiến trận 2 được cho tách khỏi Hạm đội Biển khơi.[12] Kết quả là Preussen tiếp tục phục vụ như một tàu canh gác tại Baltic. Từ năm 1917 cho đến khi chiến tranh kết thúc, nó hoạt động như một tàu tiếp liệu hạm đội đặt căn cứ tại Wilhelmshaven;[2] nó cũng tạm thời cầm giữ Edouard Izac, một thủy thủ Hải quân Hoa Kỳ bị bắt làm tù binh chiến tranh sau khi con tàu của anh bị tàu ngầm U-90 đánh chìm vào tháng 6 năm 1918. Izac được trao tặng Huân chương Danh dự sau khi thoát khỏi trại tù binh sau chiến tranh.[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".[2] Preussen nằm trong số các con tàu được chọn. Con tàu được cải biến tại xưởng tàu Kriegsmarinewerft tại Wilhelmshaven vào năm 1919 thành một tàu kho chứa tiếp liệu cho các tàu quét mìn Kiểu F; nó được tháo dỡ vũ khí và được lắp đặt các bệ để giữ các tàu quét mìn.[14]

Preussen hoạt động trong vai trò này cùng với cùng Hải quân Cộng hòa Đức tái thành lập cho đến năm 1929. Preussen được rút khỏi danh sách Đăng bạ Hải quân vào ngày 5 tháng 4 năm 1929, được bán vào ngày 25 tháng 2 năm 1931 để tháo dỡ với giá 216.800 Mác. Nó sau đó được tháo dỡ tại Wilhelmshaven. Một đoạn lườn tàu dài 63 m (207 ft) được giữ lại để sử dụng như một mục tiêu dành cho thử nghiệm ngư lôi và các chất nổ khác. Đoạn lườn tàu này được đặt tên lóng là "SMS Vierkant ("SMS Vuông"). Nó bị máy bay Đồng Minh ném bom đánh chìm vào tháng 4 năm 1945. Xác đắm của đoạn lườn tàu này sau cùng được cho nổi lên và tháo dỡ vào cuối năm 1954.[2]