Selepas ditauliahkan pada 1936, Admiral Graf Spee berkhidmat sebagai kapal pemerintah (flagship) sehingga 1938, dan bertugas sebagai pengawal marin antarabangsa di persisiran Sepanyol semasa Perang Saudara Sepanyol. Sebelum Penjajahan Poland rancangan dibuat bagi menggunakan Panzerschiffe bagi menyerbu (raider) di Lautan Atlantik. Admiral Graf Spee berlayar dari Wilhelmshaven pada 21 Ogos 1939, dalam misi untuk bertindak sebagai satu penyerbu di Atlantik Selatan. Disokong oleh kapal bekalannya, kapal tangki Altmark, arahannya adalah untuk menenggelamkan kapal perdagangan British tetapi mengelakkan dari bertempur dengan angkatan musuh yang kuat, oleh itu mengancam laluan bekalan pihak Bersekutu yang penting dan menarik unit-unit tentera laut British dari stesen mereka di bahagian lain di dunia.

Mulai September sehingga Disember 1939 Admiral Graf Spee menengelamkan sembilan buah kapal dagangan di Atlantik Selatan dan Lautan India, yang pertama pada 30 September 1939. Kapten Langsdorff dengan patuh dengan tegas kepada peraturan peperangan perdagangan pada masa itu dan menyelamatkan kesemua anak kapal ini; tidak satu nyawa telah hilang dalam penengelaman ini. Anak kapal yang ditawan ini dipindahkan ke kapal tangki Altmark. Kemudian, 303 orang anak kapal telah dibebaskan dengan kekerasan di perairan jajahan Norway yang berkecuali oleh kapal pembinasa the British HMS Cossack (Kejadian Altmark).

Pertempuran Sungai Plate

British membentuk tujuh pasukan pemburu di Atlantik dan satu di Lautan Indian bagi menjejak Admiral Graf Spee, sejumlah tiga kapal tempur, dua kruiser tempur, empat kapal induk, dan 16 kruiser (termasuk beberapa kapal Perancis). Lebih banyak kumpulan pemburu dibentuk kemudiannya.

Pada 13 Disember 1939, Admiral Graf Spee dikesan oleh Kumpulan Pemburuan G British, terdiri daripada penjajap HMS Exeter dengan meriam 8 inci (203 mm) dan kruiser ringan HMS Ajax dengan meriam 6 inci (152 mm) dan HMS Achilles, dengan itu memulakan Pertempuran Sungai Plate. Selepas menerima kerosakan yang kelihatannya teruk, tetapi sebenarnya hanyalah ringan sahaja Admiral Graf Spee memasuki pelabuhan berkecuali Montevideo, Uruguay, untuk pembaikian. Pada waktu ini, anak kapal yang mati dikebumikan di tanah perkuburan Montevideo. Di upacara pengkebumian, kapten Hans Langsdorff menggunakan tabik tentera laut, manakala disekelilingnya orang lain menggunakan tabik hormat Nazi. Satu muslihat oleh pihak Inggeris membuat kapten berfikir bahawa beliau adalah kalah dari segi bilangan, dengan satu angkatan kapal induk dan kapal tempurdalam perjalanan (sebenarnya, tidak satupun kapal tambahan mampu tiba pada masa yang terhad), dan jalan untuk meloloskan dirinya telah disekat. Pada 17 Disember 1939, dengan penjajap British Ajax, Achilles, dan Cumberland menunggu di perairan antarabangsa di luar muara Río de la Plata, Admiral Graf Spee belayar keluar jauh sedikit dari pelabuhan dan ditenggelamkan oleh anak kapalnya sendiri bagi mengelakkan risiko kematian pada anak kapal dalam apa yang dianggapnya pertempuran yang sia-sia. Kapten Langsdorff membunuh diri tiga hari kemudian dengan menembak dirinya sendiri.

Usaha penyelamatan

Pada 1997, salah satu daripada tapak meriam kedua 15 cm Admiral Graf Spee diangkat dan dibaik pulih; ia kini boleh dilihat di luar Muzium Laut Kebangsaan Montevideo (Montevideo's National Maritime Museum).

Pada Februari 2004 satu operasi mengambil kembali bangkai kapal Laksamana Graf Spee dimulakan. Operasi ini dibiayai sebahagiannya oleh kerajaan Uruguay, sebahagiannya oleh sektor swasta, kerana bangkai kapal itu kini mengancam pelayaran kapal. Seksyen utama pertama, stesen kawalan meriam seberat 27-tan, dibawa naik pada 25 Februari 2004. Ia dijangkakan mengambil masa beberapa tahun untuk menaikan keseluruhan bangkai kapal tersebut. Pengarah filem James Cameron merakamkan operasi penyelamat itu. Selepas ia dinaikkan, ia dirancang agar kapal tersebut dipulihkan dan dipamerkan di Muzium Laut Kebangsaan Montevideo.

Ramai veteran Jerman tidak bersetuju dengan cubaan pemulihan ini, kerana mereka merasakan bahawa bangkai kapal tersebut sebagai kubur perang dan monumen bersejarah bawah air yang perlu dihormati. Salah seorang daripada mereka Hans Eupel, bekas pakar mekanik torpedo, bersuai 87 tahun pada 2005, menambah "ini adalah kegilaan, terlalu mahal, dan tidak masuk akal. Ia juga berbahaya, kerana satu daripada caj bahan letupan yang diletakkan tidak meletup.

Pegawai Memerintah

• Kapitän zur See Konrad Patzig: Januari 1936 - Oktober 1937
• Kapitän zur See Walter Warzecha: Oktober 1937 - Oktober 1938
• Kapitän zur See Hans Langsdorff: Oktober 1938 - 17 Disember 1939