В 1915 г. последовали набеги флота 11/12 сентября, 19/20 октября и попытка прохода в минном заграждени, восточнее банки Амрум 23/34 октября. В 1916 г. 3/4 февраля прикрывали возвращение рейдера "Мёве", 5/7 марта произвели набег на Хуфден, 17 апреля поход на север, 21/22 апреля выход флота в район плавучего маяка Хорнс-риф, 24/25 апреля обстрел английских городов Лоустофта и Ярмута и 5 мая снова выход севернее этого маяка.

В феврале 1916 г. капитан 1-го ранга Ган на посту командира крейсера был сменен капитаном 1-го ранга Ценкером. Старшим штурманом был О.Гросс, в 20-х годах написавший официальное германское описание событий первой мировой войны на море "Der Krieg zur See 1914-18.", переведенное в 1924 г. на русский язык и считающееся самым полным и объективным описанием.

Во время Ютландского боя 31 мая/1 июня 1916 г. боевые действия "Фон-дер-Танна" находился под командованием нового командира капитана 1-го ранга Ценкера.

15 ч.10 м. Легкие силы противников обнаружили друг друга и вступили в бой.

16 ч.30 м. На "Лайоне" обнаружили пять германских линейных крейсеров, идущих на северо-запад со скоростью 25 узлов. Незадолго до этого опознали противника и немцы. Имевший задачу навести британские линейные крейсера на главные германские силы, вице-адмирал Хиппер решил дать бой на отходе.

16 ч.40 м. Хиппер построил свои линейные крейсера в строй пеленга и лег на курс 135°, увеличив ход до полного, начал отходить на свои главные силы, что впоследствии получило название как "бег на юг".

В свою очередь вице-адмирал Битти с шестью линейными крейсерами, осуществляя тактическую разведку, чтобы выяснить присутствие немецких линейных кораблей, решил преследовать противника. Он также построил линейные крейсера в строй пеленга, лег на параллельный немцам курс, приказав отставшей 5-й эскадре линейных кораблей увеличить ход до 25 узлов, но не стал выжидать её приближения, опасаясь упустить противника. Англичане находились западнее противника в светлой части горизонта и хорошо просматривались.

16 ч.40 м.Хиппер приказал своим кораблям "разделить цели слева". В Ютландском бою линейный крейсер "Фон-дер-Танн" был концевым кораблем боевой линии 1-й разведывательной группы, и это означало, что он должен был стрелять по "Индефатигеблу" — концевому в боевой линии англичан, который, в свою очередь, после распределения целей должен стрелять по "Фон-дер-Танну".

16 ч.48 м. Обе эскадры одновременно открыли огонь, и залпы (по одному орудию в башне) загрохотали на всех 11 кораблях, шедших на юго-восток со скоростью 25-26 узлов. На дистанциях, изменяющихся от 9 000 до 16 000 м (50-85 каб.), благодаря благоприятным условиям освещения, стрельба немецких кораблей оказалась более быстрой и меткой.

16 ч.49 м. "Фон-дер-Танн" (старший артиллерийский офицер корветен-капитан Мархольц) открыл огонь по "Индефатигейблу". В результате попадания его снарядов английский линейный крейсер взорвался. В течение этого времени "Фон-дер-Танн" выпустил 52 снаряда калибра 280 мм (7,9% боекомплекта) и 38 калибра 150 мм на дистанции, увеличивающейся с 12 300 м до 14 600 м (66-79 каб.), и есть предположение, что он добился пяти попаданий 280– мм снарядами (9,6% попаданий). Во время своего поединка с "Фон– дер-Танном" "Индефатигейбл" не добился ни одного попадания из 40 выпущенных им по противнику снарядов калибра 305 мм.

"Фон-дер-Танн" на якоре

17 ч.02 м. Через три минуты после начала стрельбы три снаряда с "Фон-дер-Танна" попали в "Индефатигейбл" возле грот-мачты, и над кораблем поднялось густое облако дыма. Вслед за тем он вышел из строя вправо (вероятно, вследствие повреждения рулевого привода) с заметным креном на левый борт. Затем в него попало ещё два снаряда; один в бак, другой — в переднюю башню, и спустя некоторый промежуток времени в его носовой части поднялся столб пламени и громадное облако густого черного дыма, в котором можно было рассмотреть различные крупные предметы, в том числе летевшую вверх дном шлюпку. Когда дым рассеялся, "Индефатигейбла" на поверхности моря уже не было.

17 ч.05 м. Спустя 16 минут после открытия огня линейный крейсер "Индефатигейбл" был потоплен "Фон-дер-Танном". Из всего экипажа в количестве 1019 человек уцелело лишь двое. Линейный крейсер "Нью-Зиленд" (типа "Индефатигейбл", 1912 г.) тотчас же перенес огонь с "Мольтке" на "Фон-дер-Танн". Теперь "Фон-дер-Танн" вступил в бой с "Нью-Зилендом", но через 6 минут перенес огонь на линейный корабль "Бархэм" и затем снова открыл огонь по "Нью– Зиленду".

Причиной переноса его огня с более мощного линкора "Бархэм" на "Нью-Зиленд" было выведение из строя попаданиями британских снарядов носовой и кормовой башен, и только два его орудия левой бортовой башни могли стрелять по линкору "Бархэм". В то же время "Фон-дер-Танн" непрерывно маневрировал, чтобы уклониться от подавляющих залпов 381-мм снарядов 5-й эскадры линейных кораблей англичан.

В свою очередь, во время боя "Фон-дер-Танн" получил пять попаданий снарядами крупного калибра. Согласно Hildebrand [7]:

17 ч.09 м. Первый 381-мм снаряд с линкора "Бархэм" с дистанции 17300 м (93 каб.) попал в кормовую часть линейного крейсера и разорвался на стыке между плитами бортовой брони толщиной 100 и 80 мм, которые были разбиты и разорваны. Около 600 т воды поступило внутрь корабля, создав крен 2° на левый борт.

17 ч.23 м. Попадание второго снаряда крупного калибра в левую бортовую башню. Бронебойный снаряд калибра 381 мм с линкора "Ривендж" разорвался на вентиляционном колпаке башни, осколки и обломки вместе с газами проникли через вентиляционные шахты в заднее машинное отделение.

17 ч.50 м. В бортовую угольную яму отсека IVB начала поступать вода.

17 ч.51 м. Попадание третьего снаряда крупного калибра в носовую башню. Её заклинило в положении 120°.

17 ч.54 м. Попадания третьего и четвертого бронебойных 343-мм снарядов произошли с линейного крейсера "Тайгер", который вследствие ошибки при выборе цели вел огонь по "Фон-дер-Танну". В этот момент боя дистанция составляла 15 500 м (83 каб.). Третий снаряд разорвался около верхнего края барбета носовой башни на броне толщиной 200 мм, образовав в ней пробоину размером 900 х 550 мм. Большой кусок брони барбета вдавился внутрь и заклинил носовую башню до конца боя.