Во время Великой Отечественной войны в боевых действиях принимали участие два формирования корпуса:

• 4-й механизированный корпус (1-го формирования) — сформирован в 1940 году, разбит на Украине в июле 1941 года, расформирован.
• 4-й механизированный корпус (2-го формирования) — сформирован в сентябре 1942 года.