Он оказался единственным немецким линейным крейсером, сохранившим свои боевые качества до конца боя, и с 21 ч. 05 м. стал флагманским кораблем вице-адмирала Хиппера.
Несмотря на разрыв 343-мм снаряда в непосредственной близости от корабля и попадание в "Мольтке" четырех 381-мм снарядов англичан и на то, что дополнительное сжигание жидкой нефти образовало в топках много шлака, крейсер всё- таки смог развить скорость 25 узлов. В свою очередь он получил следующие попадания. В 17 ч. 16 м. 343-мм снаряд с "Тайгера" разорвался подводой рядом с носовой частью корабля, пробив осколками наружную обшивку корпуса и вызвав поступление воды внутрь корпуса.
Линейный крейсер "Мольтке" возвращается после Ютландского боя. 1 июня 1916 г.
Все следующие 381 -мм снаряды были с линкоров "Бархэм"и"Вэлиэнт".
17 ч. 26 м. Первый снаряд (очевидно, бронебойный) пробил 200-мм бортовую броню с дистанции 16 400 м (88 каб.) ниже 150-мм орудия № 5 и разорвался во внешней угольной яме. Орудие № 5 было разбито, а подготовленные к стрельбе снаряды охватил огонь, убив всех 12 человек в каземате. Пламя проникло через подъёмник в пороховое отделение и сожгло там двух человек. Это было одно из самых опасных попаданий.
17 ч. 27 м. Второй снаряд пробил корпус корабля и попал с внутренней стороны в бортовую 100 мм броню в кормовой части корабля. Плита упала за борт и над броневой палубой поднялся 9-метровый столб воды.
Третий снаряд разорвался на броневом поясе толщиной 270 мм, он вошел на 200 мм в ее нижнюю кромку (толщиной 130 мм). Поддерживающие нижнюю плиту листы обшивки корпуса прогнулись и разорвались на длине 21,6 м, что вызвало поступление воды внутрь.
Четвертый снаряд произвел действие, похожее на действие третьего снаряда, но со значительно большим эффектом, так как вошел в толстую броню на 300 мм с задней стороны плиты. Повреждения наружной плиты и затопление были аналогичны действию третьего снаряда. Дистанция, с которой были выпущены два последних снаряда, составляла 15000-14000 м (81 -76 каб.).
В результате одного близкого разрыва и попаданий этих четырех снарядов в корабль поступило около 1000 т воды. Судовой журнал зафиксировал потери экипажа, которые составляли 17 убитых и 23 раненых (или 3,5% численности экипажа). К концу боя на крейсере окончательно вышли из строя два 150-мм орудия.
Когда 31 мая 1916 г. в 19 ч. 47 м. вице-адмирал Хиппер вынужден был оставить свой тяжело поврежденный флагманский "Лютцов". Адмирала и его штаб снял эскадренный миноносцец G-39, чтобы в дальнейшем передать на "Мольтке". Этому препятствовал продолжавшийся бой, поэтому командующий 1-й разведывательной группы лишь в 22 ч. 05 м. поднял свой флаг на "Мольтке" и снова смог принять командование группой.
До 6 июня 1916 г. вице-адмирал Хиппер оставался на борту корабля. "Мольтке" первым поставили в сухой док в Вильгельмсхафене и затем в плавучий док в Гамбурге, где его с 7 июня по 30 июля 1916 г. (за 53 дня) отремонтировала верфь "Блом унд Фосс", и он был снова введен в строй 30 июля 1916 г.
После короткой боевой подготовки в западной части Балтийского моря 14 августа 1916 г. он снова был в полной боевой готовности и 18/20 августа принял участие в походе флота в Сандерленд в качестве флагманского корабля 1-й разведывательной группы, поскольку к этому моменту из её состава, кроме "Мольтке", в боевой готовности был только "Фон-дер-Танн". Командованию флота пришлось выделить для их поддержки линкоры "Байерн", "Маркграф" и "Гроссер Курфюрст".
25/26 сентября 1916 г. "Мольтке" с командующим 1-й разведывательной группы на борту принял участие в составе сил прикрытия в операции 2-й флотилии эскадренных миноносцев во главе с капитаном 1 -го ранга Хейнрихом (на легком крейсере "Регенсбург") и дошел до широты банки Терсхеллинг. 20 октября 1916 г. "Мольтке" перестал быть флагманским кораблем вице-адмирала Хиппера. В ноябре "Мольтке" принял участие в походе флота, который оказывал помощь двум севшим на мель у Ютландского полуострова немецким подводным лодкам. За время до сентября 1917 г. боевых действий между крупными кораблями противников не произошло.