На момент начала Первой мировой войны лёгкий крейсер «Кольберг» входил в состав разведывательных сил Флота Открытого моря, возглавляемых контр-адмиралом Хиппером.
28 августа1914 года в составе отряда крейсеров принимал участие в Гельголандском сражении. В дальнейшем, в 1914 году участвовал в выходах флота к у английскому побережью.
24 января1915 года в составе 1-й разведывательной группы Флота Открытого моря лёгкий крейсер «Кольберг» принимал участие в сражении у Доггер-банки. На момент начала боя находился в составе сторожевого охранения, первый вступил в бой с британскими кораблями. Во время сражения получил 8 попаданий, потеряв 3 человек убитыми и двух ранеными.
В августе 1915 года был переведён во 2-ю группу торпедных сил капитана-цур-зее Ресторфа. Принимал участие в попытке форсирования Рижского залива.
В 1916 году был окончательно переведён в состав сил немецкого Балтийского флота. 10-11 ноября того же года прикрывал выход 10-й флотилии германских эскадренных миноносцев. В результате неудачно проведённой операции большая часть кораблей соединения погибла на русском минном заграждении.
С 16 декабря 1916 года по 26 апреля1917 года находился в ремонте в Киле. При проведении ремонтных работ артиллерийское вооружение крейсера подверглось модернизации. Вместо двенадцати 105-мм орудий на корабле было установлено шесть 150-мм орудий.
На момент окончания Первой мировой войны находился на базе в Киле. Согласно условиям Компьенского перемирия вошёл в число боевых кораблей, передаваемых Германией Антанте.