Khi được đưa ra hoạt động vào năm 1902, Wittelsbach được phân về Hải đội 1 của Hạm đội Chiến trận.[6] Đến năm 1905, hạm đội Đức được tái tổ chức thành hai hải đội thiết giáp hạm; Wittelsbach được phân về Đội 1 của Hải đội 1, có sự tham gia của các con tàu chị em Wettin và Zähringen. Hạm đội Đức lúc đó còn có thêm một đội ba chiếc của Hải đội 1 và hai đội ba chiếc khác của Hải đội 2; chúng được hỗ trợ bởi một hải đội trinh sát bao gồm hai tàu tuần dương bọc thép và sáu tàu tuần dương bảo vệ.[7] Cũng trong năm đó, Đại tá Hải quân (Kapitän zur See) Maximilian von Spee, người sẽ chỉ huy Hải đội Đông Á Đức Quốc khi Thế Chiến I bùng nổ, nhận quyền chỉ huy con tàu.[8]

Vào năm 1907, lớp thiết giáp hạm Deutschland mới nhất bắt đầu được đưa ra hoạt động. Việc này đã cung cấp cho hải quân đủ tàu chiến để hình thành hai hải đội đầy đủ sức mạnh gồm tám chiếc mỗi hải đội. Hạm đội được đổi tên thành Hạm đội Biển khơi (Hochseeflotte).[6] Wittelsbach phục vụ cùng với Đội 1 cho đến ngày 20 tháng 9 năm 1910. Con tàu sau đó được xuất biên chế và đưa về lực lượng dự bị; thủy thủ đoàn của nó được gửi sang vận hành chiếc dreadnought Posen vừa mới đưa vào hoạt động.[9]

Khi Chiến tranh Thế giới thứ nhất nổ ra vào tháng 8 năm 1914, Wittelsbach được huy động trở lại trong thành phần Hải đội Chiến trận 4 dưới quyền chỉ huy của Phó đô đốc Ehrhard Schmidt.[10] Bắt đầu từ ngày 3 tháng 9 năm 1914, Hải đội Chiến trận 4, có sự hỗ trợ của tàu tuần dương bọc thép Blücher, bắt đầu một cuộc càn quét vào biển Baltic. Chiến dịch kéo dài cho đến ngày 9 tháng 9 nhưng không lôi kéo được các đơn vị Hải quân Nga vào cuộc xung đột.[11] Vào tháng 5 năm 1915, Wittelsbach cùng phần còn lại của Hải đội Chiến trận 4 được điều sang hỗ trợ cho Lục quân Đức tại khu vực biển Baltic.[12] Wittelsbach và các tàu chị em sau đó đặt căn cứ tại Kiel.

Vào ngày 6 tháng 5, các con tàu thuộc Hải đội 4 được giao nhiệm vụ hỗ trợ cho cuộc tấn công chiếm đóng Libau. Wittelsbach cùng các tàu khác chiếm lấy vị trí ngoài khơi Gotland nhằm đánh chặn mọi tàu tuần dương Nga tìm cách ngăn cản cuộc đổ bộ; tuy nhiên phía Nga đã không hoạt động. Đến ngày 10 tháng 5, sau khi lực lượng tấn công đã tiến vào Libau, các tàu ngầm Anh E1 và E9 đã phát hiện Hải đội 4, nhưng ở khoảng cách quá xa không thể tấn công chúng.[13] Wittelsbach cùng các con tàu chị em đã không có mặt trong thành phần hạm đội Đức tham gia tấn công vịnh Riga vào tháng 8 năm 1916 do thiếu hụt lực lượng hộ tống. Sự tăng cường hoạt động của các tàu ngầm Anh đã buộc phía Đức phải phân bổ thêm tàu khu trục hộ tống để bảo vệ cho các tàu chiến chủ lực.[14]

Đến năm 1916, mối đe dọa của tàu ngầm đối phương tại biển Baltic buộc Hải quân Đức phải rút những chiếc lớp Wittelsbach đã lạc hậu khỏi các hoạt động ở tuyến đầu.[15] Wittelsbach thoạt tiên hoạt động như một tàu huấn luyện đặt căn cứ tại Kiel; sau đó nó được chuyển đến Wilhelmshaven để được sử dụng như một tàu tiếp liệu hạm đội. Đến năm 1919, Wittelsbach được cải biến thành một tàu kho chứa phục vụ cho tàu quét mìn của Hải quân Đức mới được thành lập lại.[3] Nó chở theo 12 con tàu chạy ở vùng nước nông này;[5] tuy nhiên nó chỉ phục vụ ở vai trò mới này trong hơn một năm. Vào ngày 8 tháng 3 năm 1921, Wittelsbach được rút khỏi danh sách Đăng bạ Hải quân, rồi bị bán để tháo dỡ bốn tháng sau đó, vào ngày 7 tháng 7, với giá 3.561.000 Mark. Con tàu sau đó được tháo dỡ tại Wilhelmshaven.[3]