Parowozy serii S5² zostały przydzielone do większości dyrekcji kolei pruskich. Najwięcej ich posiadała w 1911 roku dyrekcja Hanower (66 sztuk), inne dyrekcje miały od kilku do 38 maszyn. Pomimo udanej konstrukcji, lokomotywy te musiały jednak konkurować z wchodzącymi w tym samym czasie lub nawet wcześniej do służby mocniejszymi maszynami czterocylindrowymi S 7 i S 9 oraz na parę przegrzaną S 6 i S 10, wobec czego z obsługi ciężkich pociągów na głównych liniach zostały wkrótce przesunięte do lżejszych ekspresów i pociągów pospiesznych. W tym charakterze służyły do I wojny światowej.
Po I wojnie światowej Po I wojnie światowej koleje pruskie i ich lokomotywy weszły w skład kolei niemieckich DRG. Początkowo w prowizorycznym planie z 1923 roku przewidywano przenumerowanie aż 301 lokomotyw serii S5², lecz znaczna ich część została w międzyczasie wycofana, z uwagi na dostępność nowszych lokomotyw. Po wprowadzeniu nowego systemu oznaczeń w 1925 roku, większość – 200 sztuk zostało zaliczonych jako seria (Baureihe – Br) 136-8 (numery 13 651 do 13 850). Ich służba jednak nie potrwała długo, gdyż 1 kwietnia 1928 roku zdecydowano wycofać wszystkie lokomotywy pospieszne o dwóch osiach napędnych jako przestarzałe.