CAMPAÑA EN FRANCIA
Al final de la operacion en Polonia, la unidad es regresada a Alemania a la ciudad de Niederrhein, donde forma parte del 6º Ejercito en la reserva del Grupo de Ejercitos B. En Mayo de 1940. la unidad esta asignada al XVI Panzerkorps de Hoeppner que esta tomando posiciones en la frontera Belga. Junto con la 3º Division Panzer, forma la punta de lanza del Grupo de Ejercitos B de von Bock que atacara a traves de Hoanda y Belgica. Utilizada como el "capote de un torero" la unidad atrae las atencion de las tropas Aliadas con el fin de que su ataque sea interpretado como el principal de la campaña, dando con ello la oportunidad a las unidades Panzer que atacaran a traves de Las Ardenas de tener el camino despejado. Despues de Dunkerke, la unidad es desplegada con el resto de las unidades Panzer a lo largo del Somme para emprender el ataque a la parte sur de Francia.
El 5 de Junio se inicia la operacion, la division avanza por el centro del dispositivo, llegando hasta Grenoble en Los Alpes para la fecha en que el Armisticio es firmado en Compiegne, Junio 22 de 1940. La unidad es asignada a tareas de ocupacion hasta Marzo de 1941.

OPERACION BARBARROJA
En Abril de 1941 la unidad es transferida de Francia hacia el Este de Prusia con el fin de reconstituirse y servir en la reserva del Grupo de Ejercitos B. En Junio vuelve a su estado de combate y forma parte del 2º Panzergruppe bajo el mando de Guderian, que servira de punta de lanza para el ataque aleman a Rusia, dentro de las operaciones asignadas al Grupo de Ejercitos Centro. Despues de participar en las operaciones en Gomel y Smolensk, el Grupo Panzer se dirige hacia el sur en direccion a Kiev, alli junto con el 1º Grupo Panzer rodeara y tomara prisioneros mas de 650.000 soldados rusos. 

En Septiembre se reasume el avance sobre Moscu y la 4º Division Panzer lidera el avance del Grupo Panzer de Guderian, entra en Orel el 3 de Octubre despues de efectuar en dos dias un avance de 200 kms; con la llegada del otoño, las carretera se convierten en rios de barro y a principios de Diciembre la unidad llega a los suburbios de Tula de donde es obligada a retirarse tras la contraofensiva rusa de Diciembre. La contraofensiva rusa continua a lo largo del invierno de 1941/42 y pierde su impulso en el mes de Marzo. El OKH decide entonces que sus operaciones del verano de 1942 se ejecutaran en la parte sur del dispositivo aleman, la 4º Division Panzer formando parte del 2º Ejercito Panzer permanece en el frente de Orel los proximos 18 meses.

En Febrero de 1943 es reforzado el 35º Regimiento Panzer cuando absorbe el 700º Panzer Verband. Durante la operacion en Kursk, la division desempeña el papel de apoyo en el flanco del 9º Ejercito de Model, siendo atacada por los rusos. Despues de Kursk, los ejercitos alemanes permanecen a la defensiva y la 4º Division Panzer permanece dentro del Grupo de Ejercitos Centro hasta el año siguiente, siendo obligada a retirararse a traves del Desna, Gomel y los Pantanos del Pripet. 

1944
En Mayo es transferida al Grupo de Ejercitos Sur en Ucrania - lo que le evita estar durante la campaña rusa contra el Grupo de Ejercitos Centro en Junio - . En Julio, la division es enviada hacia el norte en un intento aleman de estabilizar el frente. A partir de Agosto se ve envuelta en los combates en los Estados Balticos, siendo obligada a retirase a traves de Latvia y Lituania en Octubre. Lucha en la Bolsa de Curland hasta Enero de 1945, retirandose hacia el Oeste de Prusia, donde se rinde a las fuerzas rusas.
 
 
 

COMANDANTES
Generaloberst G. Reinhardt Septiembre 1 1939 - Febrero 5 1940
Generalleutnant L. von Radimeier Febrero 5 1940 - Junio 8 1940
Generalleutnant J, Stever Junio 8 1940 - Julio 24 1940
Generalleutnant H. Boineburg-Lengsfeld Julio 24 1940 - Septiembre 8 1940
General der Panzertruppen W. von Langermann Septiembre 8 1940 - Diciembre 27 1941
General der Panzertruppen D. Saunken Diciembre 27 1941 - Enero 2 1942
General der Panzertruppen W. von Langermann Enero 2 1942 - Enero 6 1942
General der Panzertruppen H. Eberbach Enero 6 1942 - Marzo 2 1942
Generalleutnant O. Heidkamper Marzo 2 1942 - Abril 4 1942
General der Panzertruppe H. Eberbach Abril 4 1942 - Noviembre 14 1942
Generalleutnant E. Schneider Noviembre 14 1942 - Mayo 31 1943
General der Panzertruppen O, von Saucken Mayo 31 1943 - Enero 1944
Generalleutnant H. Junck Enero 1944 - Febrero 1944
General der Panzertruppen O. von Saucken Febrero 1944 - Mayo 1 1944
Generalleutnant C. Betzel Mayo 1 1944 - Marzo 27 1945
Oberst E. Hoffmann Marzo 27 1945 - Mayo 8 1945