W czasie trwania wojny powstało kilka różnych wersji tego wozu bojowego, zmiany konstrukcyjne, dotyczące przede wszystkim uzbrojenia i opancerzenia, wymuszone zostały doświadczeniami wyniesionymi z walk.
Podczas kampanii w Polsce we wrześniu 1939 roku PzKpfw IV (211 sztuk) wyposażony w krótkolufową armatę KwK 37 kaliber 75 mm i posiadający pancerz czołowy o grubości 30 mm (wersja C) nie miał sobie równych, a polskie czołgi mogły osiągnąć sukces tylko w sprzyjających okolicznościach. Jednak już w 1940 roku „czwórka” takiej przewagi nie miała, a silnie uzbrojone i przede wszystkim dobrze opancerzone wozy francuskie (Somua S35, Char B1bis) i angielskie (Matilda MkII) sprawiły sporo kłopotów.Szok nastąpił jednak dopiero podczas Barbarossy, kiedy to, nieliczne jeszcze, radzieckie T-34/76 i KW-1 masakrowały czołgi niemieckie w bezpośrednim starciu. Efektem tej bolesnej lekcji było wdrożenie do seryjnej produkcji w połowie 1942 roku wersji F2; wyposażono ją w długolufową armatę KwK40 kal. 75 mm zapewniającą znacznie większą prędkość początkową pocisku, a co za tym idzie przebijalność, pancerz czołowy wzrósł do 50 mm (kadłub i wieża), a w kolejnych wersjach (H i J) do 80 mm. Podczas bitwy kurskiej „czwórki” stanowiły 50 proc. niemieckich czołgów, większość z nich wyposażono w ekrany pancerne osłabiające efekt uderzenia pocisku kumulacyjnego. Owa osłona powodowała, że głowica takiego pocisku eksplodowała z dala od właściwego pancerza, nie naruszając go.
Pięcioosobowy PzKpfw IV napędzany był benzynowym silnikiem Maybacha o mocy 300 KM, chłodzonym cieczą. Zasięg w terenie wynosił 130 km, prędkość maksymalna sięgała 40 km/h, a masa czołgu 26 ton (dane dla wersji H). Chociaż „IV” ustępowała cięższym „kotom”, była od 1942 roku stosunkowo równorzędnym przeciwnikiem dla średnich wozów radzieckich.
Podstawowym przeciwnikiem Panzerwaffe na froncie wschodnim był średni czołg T-34, chociaż i on w ciągu wojny nieco się zmieniał.
Jak na czołg średni „34” miała solidne uzbrojenie i opancerzenie. Zaletą była szybkość, manewrowość, a przede wszystkim znakomicie ukształtowany kadłub (czego nie da się powiedzieć o kanciastej „czwórce”). Wiele atutów, które posiadał T-34, było często niwelowanych z powodu słabego wyszkolenia załóg i oddziałów.
