"Ilmarinen" спустили на воду 9 июля 1931 г.. 25 сентября установили главные механизмы, а 1 февраля 1933 г. — артиллерийские орудия; 28 июня провели ходовые, а 13 августа —государственные испытания. Принятие в состав флота состоялось 3 сентября 1933 г.
К началу боевых действий советско-финляндской войны "Vainamoinen" (командир — капитан 2 ранга А.Ранинен) и "Ilmarinen" (капитан 2 ранга Р.Гёранссон) составляли флотилию броненосцев (командующий — капитан 2 ранга Р.Гёранссон). В ходе войны корабли практически не покидали Або-Аландского шхерного района, периодически курсируя между портом Турку (Або) — главной базой флота и Аландскими островами. Финское командование сильно опасалось высадки советского морского десанта на Аландские острова — в случае возникновения такой ситуации БрБО должны были воспрепятствовать высадке артогнём.
Каких-либо активных операций с участием БрБО командование финских ВМС Военно-морские силы не планировало, ибо отлично понимало, что открытого боя с советской эскадрой им будет просто не выдержать. Почти постоянное пребывание БрБО в Турку значительно усиливало ПВО Противо-воздушная оборона города, т.к. корабли располагали весьма сильным зенитным вооружением.
Оперативным планом КБФ Краснознаменный Балтийский Флот №5/оп от 23 ноября 1939 г. финские БрБО определялись в качестве основной цели для подводных сил и авиации БФ Балтийский флот. Уже с первых часов боевых действий против Финляндии началась буквально охота советской морской авиации за финскими броненосцами.
В первый день войны, 30 ноября, два звена бомбардировщиков ДБ-3 1 -го минно-торпедного авиаполка 8-й бомбардировочной авиабригады вылетели на разведку местоположения БрБО. Однако найти их в районе о. Руссало удалось только звену майора Е.Н.Преображенского, которое и «разгрузилось» по обнаруженным целям. Две-три бомбы упали вблизи бортов броненосцев, а остальные легли с перелётом. Из-за плохой погоды основным силам 1-го МТАП (18 ДБ-3) так и не удалось достичь цели — авианалёт сорвался.
На следующий день, 1 декабря, предполагалось повторить операцию тем же количеством самолётов, но низкая облачность и туман не позволили выпустить в воздух ни одной машины.
Вплоть до 19 декабря погодные условия на Балтике исключили всякую возможность бомбоударов по финским БрБО. Тем временем советская морская радиоразведка стала непрерывно следить за всеми их передвижениями. Так, 23 декабря 1-й береговой радиоотряд КБФ Краснознаменный Балтийский Флот сделан перехват переговоров между "Vainamoinen" и "Ilmarinen".
Начиная с 19 декабря силами 8-й бомбардировочной авиабригады и 10-й авиабригады ВВС Военно-воздушные силы КБФ Краснознаменный Балтийский Флот при поддержке ВВС Военно-воздушные силы ЛВО была проведена целая серия бомбардировочных ударов по финским броненосцам. Результат всех бомбардировок авиации БФ Балтийский флот оказался нулевым — ни одна из почти 63 т бомб не попала в цель. Все бомбы падали, как правило, в 50-100 м от борта броненосцев. Зато собственные потери в ходе налётов составили три сбитых и девять повреждённых самолётов. Единственный результат, по словам С.Ф.Жаворонкова, заключался в том, что балтийские лётчики «прониклись уважением к финским броненосцам».
Потрясающую неуязвимость БрБО противника наше командование объясняло чрезвычайно сильным зенитным вооружением и малыми размерами этих кораблей — советским бомбардировщикам приходилось буквально пробиваться сквозь плотную завесу централизованного огня.
В ходе проведения операций против БрБО выявились тактически неграмотные действия лётного состава ВВС Военно-воздушные силы КБФ Краснознаменный Балтийский Флот, выражавшиеся в долгом лежании на боевом курсе и большом количестве повторных заходов на цель, что приводило к излишним потерям. Заодно выяснилось, что наша морская авиация оказалась совершенно неподготовленной к бомбометанию с пикирования и с малых высот. Кроме того, проведенные расчёты позволили выяснить, что для уничтожения одного БрБО требовалось 72 (!) ДБ-3. Фактически же по обоим броненосцам действовало до 60 самолётов, что составляло лишь 40% необходимого наряда сил.
Наиболее эффективное оружие морской авиации — торпеды — не могли быть использованы из-за сильного льдообразования и неподходящего рельефа стоянок (шхеры), где укрывались корабли противника. Таким образом, одна из главных задач КБФ Краснознаменный Балтийский Флот осталась невыполненной.
Во время Великой Отечественной войны финские БрБО действовали более активно. "Vainamoinen" (капитан 3 ранга О.Койвисто) и "Ilmarinen" (капитан 2 ранга Р.Гёранссон) предприняли несколько артобстрелов советских оборонительных укреплений на полуострове Ханко. Уже 4 июля 1941 г. оба корабля, находясь в районе о. Эре, обстреляли город и порт Ханко (в т.ч. водонапорную башню). Финские корабли выпустили 18 снарядов главного калибра. В результате обстрела в городе и ВМБ Военно-морская база возникли значительные пожары и разрушения, о чем командир ВМБ Военно-морская база Ханко генерал-лейтенант С.И.Кабанов донёс в штаб КБФ Краснознаменный Балтийский Флот.
Для бомбардировки кораблей противника было выслано 14 самолётов, однако лётчики не смогли найти броненосцы и отбомбились по финским позициям на перешейке полуострова.
Следующая значительная операция финских броненосцев была проведена 12 июля 1941 г. В этот день БрБО в охранении восьми СКА обстреляли из района Эре советский аэродром и железнодорожную батарею на м. Уддскатан.
Хуже всего для советской стороны было то, что артиллерийские налёты БрБО оставались практически безнаказанными в силу отсутствия на Ханко бомбардировочной авиации. Чтобы положить этому конец, 19 июля для уничтожения броненосцев были направлены два СБ, поступившие в оперативное подчинение командира ВМБ Военно-морская база Ханко.
В районе о. Хёгсар лётчики заметили стоявший на якоре БрБО и тут же произвели бомбометание, но из-за сильного зенитного огня атака оказалась неудачной. На следующий день самолеты СБ дважды вылетали на поиски неуязвимых финских кораблей, но возвратились ни с чем.
Наиболее значительная операция против Ханко с привлечением обоих БрБО была организована финнами 2 сентября. С дистанции 15-18 км "Vainamoinen" и "Ilmarinen" выпустили по нескольким целям 68 снарядов калибра 254 мм (по 34 каждый).
Последний обстрел Ханко броненосцами состоялся 15 ноября 1941 г., когда "Vainamoinen" израсходовал на поражение железнодорожной батареи 32 снаряда главного калибра.
За время всех операций против ВМБ Военно-морская база Ханко финские броненосцы потратили 160 снарядов. Хотя обстрелы не слишком сильно повлияли на моральное состояние защитников полуострова, они все же привели к значительным разрушениям.
Совместная операция, имевшая целью отвлечение части сил КБФ Краснознаменный Балтийский Флот от обороняемого ими Моонзундского архипелага, была организована финским и немецким командованием 13 сентября 1941 г. Основным этапом операции являлась высадка десанта у маяка Ристна, возле о.Хийумаа. Для этого сформировали соединение, состоявшее из трех отрядов. В 1-й отряд вошли "Ilmarinen" (флагманский корабль), "Vainamoinen" и четыре СКА (VMV1, VMV14, VMV15 и VMV16). 2-й отряд полностью состоял из немецких кораблей — минного заградителя «Brummer», буксиров «Taifun» и «Monsun», а также 3-й флотилии СКА (VP304, VP305, VP308, VP313 и VP314). В 3-й отряд вошли финские ледоколы «Jaakarhu» и «Tarmo», а также транспорт «Aranda». Всего в десантном отряде насчитывалось 17 ед.
Все корабли собрались возле о. Утэ и в 17.50 направились по фарватеру курсом 189°. В 18.15 был пройден маяк Утэ. Головным в колонне шёл "Ilmarinen", на борту которого находился командующий ВМФ Военно-морской флот капитан 1 ранга Э.Рахола, командующий Флотом побережья капитан 2 ранга Р.Гёранссон и офицеры штаба, за ним на дистанции 900 м следовал "Vainamoinen", далее шли ледоколы, буксиры и катера. Скорость соединения составляла 11 узлов.
Пройдя 17,5 миль к S-W отУтэ, в 19.51 флагман повернул на курс 232. Успев пройти новым курсом ещё 7,5 миль, в 20.30 в точке с координатами 59°27'N, 2Г'05Е', в 25 милях от Утэ, флагман подал сигнал на очередной поворот.
"Ilmarinen" начал поворот, и через минуту под ним, с левого борта, прогремел мощный взрыв. Броненосец подбросило, после чего он осел с сильным креном на левый борт. Командир скомандовал: «Поворот вправо 15°, малый ход!» Руль был переложен сначала на 15°, а затем на 20», но эта мера уже не могла изменить ситуации: спустя 4-5 минут после взрыва крен достиг 45°. Еще через 40-60 с корабль накренился на 90», и его боевой марс коснулся воды.
В 20.38 "Ilmarinen" перевернулся настолько стремительно, что часть команды, находившаяся на правом борту, едва успела перебраться на киль. Броненосец затонул на глубине 90 м. Из 403 членов команды погиб 271 человек, в том числе 13 офицеров. Удалось спастись 132 членам экипажа, в том числе Э.Рахоле и Р.Гёранссону и 14 офицерам.
После гибели "Ilmarinen" соединение повернуло на обратный курс — операция была сорвана.
Причиной потери броненосца стал подрыв на минном заграждении, поставленном кораблями КБФ Краснознаменный Балтийский Флот.