Первые три Pz.Kpfw.IV Ausf.A (Т-IV) поступили в немецкие войска к январю 1938 года, а к апрелю число танков этого типа в армии возросло до 30. Уже в апреле того же года Pz.Kpfw.IV использовались в ходе аншлюса Австрии, а в октябре — при оккупации Судетской области Чехословакии. Но хотя их количество в действующих частях, как и темпы производства, постоянно возрастали, до начала Второй мировой войны Pz.Kpfw.IV составляли менее 10 % от танкового парок вермахта - 439.

Pz. IV активно использовался вермахтом с самого начала и до конца Второй мировой войны, став настоящим «танком-солдатом», и по мере опыта столкновений с новейшей бронетехникой союзников, а затем и СССР постоянно совершенствовался. Орудие танка прошло путь от короткоствольного, рассчитанного в первую очередь на прорыв укрепленных позиций, до длинноствольной пушки длиной 48 калибров, способной бороться с Т-34-76 и практически всеми моделями M4 Sherman на большинстве реальных дистанций боя. Также утолщалось и бронирование танка, достигшее в итоге 80 мм в лобовой проекции. Но, немецкая промышленность не смогла обеспечить достаточный выпуск Т-4, и в итоге танк сильно проигрывал своим основным соперникам по численности. А появление в 1944 году новой модификации Т-34-85 и модификаций Шермана с 76-мм пушками, значительно превосходившими Pz. IV и поражавшими его с 1,5-2 километров и более, окончательно поставило точку в танковом противостоянии стран Оси и антигитлеровской коалиции.

Танк Pz.Kpfw. IV экспортировался в различные страны. В 1942—1944 гг. Германия экспортировала 490 машин. Уцелевшие боеспособные танки данного типа применялись во многих сражениях после Второй мировой войны: Pz.Kpfw. IV активно использовался Армией обороны Израиля, Вооружёнными Силами Сирии и армиями других ближневосточных стран во время войн 1950—1970 гг. Долгое время стоял на вооружении армий Венгрии, Болгарии, Финляндии, Франции, Хорватии и Испании и др.

Pz.IV задумывался и создавался, как дополнение к Pz.III — штурмовой танк (танк артиллерийской поддержки), предназначенный для борьбы с огневыми точками противника, но не с его танками. Pz.III рассматривался как основное и наиболее эффективное противотанковое средство. Резко возросли боевые характеристики Pz.IV после установки длинноствольного орудия, он стал универсальным танком, способным выполнять широкий спектр задач. Pz.IV оказался надежной и легкоуправляемой машиной. Однако проходимость у последних переутяжеленных модификаций была неудовлетворительной.

В кубинском бронетанковом музее представлен PzKpfw IV Ausf G. (фото) В июне — июле 1942 года приказами Управления вооружений обозначение Pz.Kpfw.IV с длинноствольными орудиями было изменено на 8.Serie/B.W. или Ausf.G, а в октябре обозначение Ausf.F2 было окончательно упразднено и для ранее выпущенных танков этой модификации. Первые танки, выпущенные как Ausf.G, таким образом, были идентичны своим предшественникам, но в ходе дальнейшего производства в конструкцию танка вносилось все больше изменений.

Ausf.G ранних выпусков еще несли по сквозной системе обозначений индекс Sd.Kfz.161/1, на машинах поздних выпусков сменившийся на Sd.Kfz.161/2[32]. Первые изменения, внесенные уже летом 1942 года, включали новый двухкамерный дульный тормоз грушевидной формы, ликвидацию смотровых приборов в передних бортовых плитах башни и смотрового лючка заряжающего в ее лобовой плите, перенос дымовых гранатомётов с кормы корпуса на борта башни и систему облегчения пуска в зимних условиях.

Так как 50-мм лобовая броня Pz.Kpfw.IV оставалась недостаточной, не обеспечивая адекватной защиты от 57-мм и 76-мм орудий, она вновь была усилена, путем приварки или, на машинах поздних выпусков, крепления болтами дополнительных 30-мм плит над верхней и нижней лобовыми плитами корпуса. Толщина лобовой плиты башни и маски орудия, вместе с тем, по-прежнему составляла 50 мм и в процессе дальнейшей модернизации танка уже не увеличивалась.

Внедрение дополнительного бронирования началось еще на Ausf.F2, когда в мае 1942 года были выпущены 8 танков с увеличенной толщиной брони, но продвигалось медленно. К ноябрю с усиленным бронированием выпускалось лишь около половины машин, и лишь с января 1943 года оно стало стандартом для всех новых танков. Другим значительным изменением, введенным на Ausf.G с весны 1943 года, стала замена пушки Kw.K.40 L/43 на Kw.K.40 L/48 с длиной ствола 48 калибров, обладавшую несколько более высокой бронепробиваемостью. Производство Ausf.G продолжалось до июня 1943 года, всего было выпущено 1687 танков этой модификации. Из этого числа около 700 танков получили усиленное бронирование и 412 — пушку Kw.K.40 L/48.