Okręt dotarł ostatecznie na Morze Czarne i wszedł w skład Floty Czarnomorskiej.
Okręt brał aktywny udział w inwazji Rosji na Ukrainę w 2022 i 2023 roku, używany do wystrzeliwania nad Ukrainę pocisków manewrujących.
W nocy 12/13 września 2023 roku „Rostow-na-Donu” został poważnie uszkodzony w ukraińskim ataku rakietowym na dok Sewastopolskiego Zakładu Morskiego im. S. Ordżonikidze w Sewastopolu, w którym był remontowany. Po trafieniu rakiety doszło do masywnego pożaru. Do ataku prawdopodobnie wykorzystano pocisk Storm Shadow/SCALP. W tym samym ataku zniszczono stojący w doku obok okręt desantowy „Minsk”. Stopień uszkodzeń nie został ujawniony przez rosyjskie władze. Z ujawnionych kilka dni później nieoficjalnych fotografii wynikało ciężkie uszkodzenie okrętu, ze zniszczoną górną częścią kadłuba przed kioskiem oraz dziurą wyrwaną w prawej burcie za kioskiem. Spekulowano wówczas, że uszkodzenia prawdopodobnie wskazują na nieopłacalność lub nawet niemożność naprawy, ewentualnie konieczność wieloletniego kosztownego remontu.