Ihr Bau wurde von August Müller beaufsichtigt. Der Stapellauf war ursprünglich für den 29. April 1899 angesetzt, jedoch verzögerte ein Brand auf der Bauwerft dies, so dass das Schiff erst am 1. Juni 1899 zu Wasser gelassen werden konnte. Nach der Werftprobefahrt am 17. Februar 1901 und der anschließenden Abnahmefahrt seitens der Marine wurde die Kaiser Wilhelm der Große am 5. Mai 1901 beim I. Geschwader im Dienst gestellt. In diesem Verband versah das Schiff seinen Flottendienst und nahm an Manövern und Ausbildungsreisen teil. Nach einer Havarie 1905 wurde das Ruder umgebaut und besaß nun keine Ruderhacke mehr. Im Jahr 1908 wurde das Schiff außer Dienst gestellt und von 1908 bis 1910 grundlegend umgebaut und modernisiert. Danach gehörte es der Reserve-Formation der Nordsee an.
Mit Kriegsausbruch 1914 erfolgte die Reaktivierung und Zuteilung zum V. Geschwader. Die Verwendung beschränkte sich anfangs auf den Küstenschutz in der Nordsee und sporadische Unternehmungen in der Ostsee. Ab März 1915 wurde das Schiff (zusammen mit den anderen Schiffen der Kaiser-Friedrich-III.-Klasse) aus der Front gezogen und die Besatzung reduziert. Die endgültige Außerdienststellung erfolgte am 20. November 1915, wobei das Schiff umgehend desarmiert (die 24-cm-Geschütze kamen als Eisenbahnbatterie an die Westfront) und als Beischiff der Torpedoschule zugeordnet wurde. Die Abbrucharbeiten begannen nach der Streichung aus der Flottenliste 1920 in Kiel-Nordmole.
Während des großen Umbaus wurde das Aussehen wesentlich verändert. Die zwei Decks hohen Mittschiffsaufbauten wurden entfernt, die Schornsteinummantelungen auf die untere Hälfte beschränkt. An die Stelle der martialisch anmutenden Gefechtsmasten traten schlanke Fockmasten mit Stenge. Die vier 15-cm-Kasemattgeschütze der Mittelartillerie im Batteriedeck wurden ausgebaut, die Leichte Artillerie um zwei 8,8-cm-Geschütze verstärkt und ihre Aufstellung verändert, wohingegen die vorhandenen zwölf Maschinenkanonen wegfielen. Ebenso wurde das schwenkbare 45-cm-Überwasser-Torpedorohr im Heck entfernt. Die vormals plumpen und topplastigen Schiffe machten nach dem Umbau einen ziemlich kahlen Eindruck.
- Jochen Brennecke, Herbert Hader: Panzerschiffe und Linienschiffe 1860–1910. Koehlers Verlagsgesellschaft, Herford 1976, ISBN 3-7822-0116-7.
- Robert Gardiner: Conway’s All the world’s fighting ships 1860–1905. Conway Maritime Press, London 1979, ISBN 0-85177-133-5.
- Erich Gröner: Die deutschen Kriegsschiffe 1815–1945. Band 1. Panzerschiffe, Linienschiffe, Schlachtschiffe, Flugzeugträger, Kreuzer, Kanonenboote. Bernard & Graefe, Bonn 1998, ISBN 3-7637-4800-8.
- Gerhard Koop, Klaus-Peter Schmolke: Die Linienschiffe der Brandenburg- bis Deutschland-Klasse. Bernard & Graefe, Bonn 2001, ISBN 3-7637-6211-6 (Schiffsklassen und Schiffstypen der deutschen Marine. Band 10).