Aufgabe der Kriegsschiffgruppe IV mit dem leichten Kreuzer KARLSRUHE als Führungsschiff war die Besetzung der Städte Kristiansand und Arendal im Süden Norwegens. Zu dieser Gruppe gehörten neben KARLSRUHE noch die Torpedoboote GREIF, LUCHS und SEEADLER, das Schnellbootbegleitschiff TSINGTAU sowie sieben Schnellboote.

KARLSRUHE hatte kurz zuvor eine große Werftliegezeit mit einigen Umbauten hinter sich gebracht und war erst seit Februar 1940 wieder in Dienst. Aufgrund des Mangels an großen Einheiten mußte sie trotz fehlender Ausbildungspraxis an der Weserübung teilnehmen.
Sie verließ am 08.April um 05.10 Uhr Wesermünde mit Kurs auf Norwegen. Auch auf ihr waren, wie auf allen großen Einheiten, Truppen für die Besetzung der norwegischen Städte eingeschifft.

Im Verlaufe des Marsches Richtung Norwegen sollte sich der Verband zusammen finden. Gegen 01.00 Uhr am 09.April war die Zusammenführung abgeschlossen und bei inzwischen aufgekommenen dichten Nebel setzte der Verband die Fahrt fort.

KARLSRUHE vor KristiansandUm 05.57 Uhr kam Land in Sicht. Kurz darauf wurde ein anfliegendes norwegisches Flugzeug gesichtet, welches unbehelligt wieder im Nebel verschwinden konnte. Auf KARLSRUHE wurde nun davon ausgegangen, daß dieses Flugzeug die anfahrenden Schiffe gesichtet und gemeldet hatte. Der Kommandant entschloß sich daher zu einer Abweichung von den Planungen und befahl zwei der Torpedobooten die auf ihnen eingeschifften Truppen gegen die Batterie von Odderoy anzusetzen. Dieser Angriff konnte allerdings nicht mehr schnell genug ausgeführt werden.

So geriet KARLSRUHE um 06.32 Uhr in das Feuer dieser Batterie. Kurz darauf erwiderte KARLSRUHE das Feuer, konnte aber durch die Vorauslage des Zieles nur ihren vorderen Turm einsetzen. Da der Erfolg des ganzen Unternehmens von der Ausschaltung dieser Batterie abhing ging KARLSRUHE nun nach Steuerbord um seine ganze Artillerie zum Tragen zu bringen. Durch die Enge der Gewässer war der Kreuzer jedoch alsbald schon wieder gezwungen abzudrehen, das Gefecht allein mit den achteren Türmen fortzusetzen und dann erneut mit Vorausfeuer anzulaufen. Trotz aller Bemühungen war Odderoy auf diesem Wege nicht auszuschalten.

Der Kommandant entschloß sich nun weiter in Richtung Süden abzulaufen und die Batterie unter günstigeren Umständen aus größerer Entfernung und unter Einsatz aller Türme unter Feuer zu nehmen.

Gleichzeitig sollten die kleineren Einheiten unter diesem Feuerschutz ihre vorgegebenen Ziele anlaufen und die Truppen ausschiffen.

Gegen 10.25 Uhr begann sich der Nebel aufzulösen. Das Feuer der Batterie war verstummt und die Kampfgruppe konnte ohne weitere Gegenwehr nach Kristiansand einlaufen

Die Ausschiffung der sich an Bord der Schiffe befindlichen Truppen konnte zügig vonstatten gehen. Der Kommandant der KARSRUHE beabsichtigte schnellstmöglich den Heimmarsch anzutreten. Diese Absicht konnte bereits um 19.00 Uhr umgesetzt werden. Der Kreuzer verließ in Begleitung der Torpedoboote den Hafen und erreichte eine Viertelstunde später bereits den Ausgang des Fjordes.

Gegen 20.00 Uhr wurden auf dem Kreuzer plötzlich Torpedolaufbahnen gemeldet. Umgehend wurde volle Kraft voraus befohlen, doch trotz dieses Befehles traf ein Torpedo an der Steuerbordseite. Der Treffer schaltete den Steuerbord Hilfsmaschinenraum und Turbinenraum aus. Beide Räume begannen sich zu fluten. Über Risse gelang Wasser in das E-Werk 1 und den Hauptrudermaschinenraum. Durch den Ausfall von Pumpen und dem Übergreifen des Wassereinbruchs in weitere Räume wurde die Lage des Kreuzers ernst. Gestoppt und mit 12 Grad Schlagseite war das Schiff in den Augen seiner Führung nicht mehr zu halten.

Um 20.45 Uhr begann die Besatzung auf die Torpedoboote SEEADLER und LUCHS umzusteigen. Der Kommandant verließ die KARLSRUHE um 21.15 Uhr und stieg auf das Torpedoboot GREIF um.

Zwei Torpedos von GREIF versetzten dem Kreuzer um halb elf Uhr den Fangschuß und leiteten seine endgültige Versenkung ein.

Untersuchungen, die nach dem Verlust des Schiffes angestellt wurden, kamen zu dem Ergebnis, daß der Kreuzer bei einem besseren Ausbildungsstand und tatkräftigerem Einsatz der Leckwehrmittel durchaus hätte gerettet werden können. So aber sorgte ein Torpedo des britischen U-Bootes HMS TRUANT für den dritten Kreuzerverlust der Kriegsmarine neben BLÜCHER und KÖNIGSBERG während der „Weserübung“.