Den 11. september 1911 overførte en besætning bestående af værftsarbejdere skibet fra Hamburg til Kiel via Skagerrak. Den 30. september blev skibet indsat i drift under kommandoen af Kapitän zur See von, og erstattede Roon i Reconnaissance Unit. Søprøverne fortsatte indtil 1. april 1912. Moltke var det eneste tyske hovedfartøj, der nogensinde besøgte USA. Den 11. maj 1912 forlod Kiel, ledsaget af krydserne Stettin og Stemen, og ankom til Hampton Roads, Virginia, den 30. maj 1912. Efter at have været på østkysten i to uger, vendte hun tilbage til Kiel den 24. juni 1912.
Første Verdenskrig