Уже в начале 30-х годов в Германии была выработана доктрина строительства танковых войск. Легкие машины ( Pz.I, Pz.II) рассматривались как учебно-боевые, то Pz.III и Pz.IV – как полноценные боевые танки. При этом Pz.III должен был выполнять функции среднего танка, а Pz.IV – танка поддержки.
Проект последнего разрабатывался в рамках требований к машине 18-тонного класса, предназначенной для командиров танковых батальонов. Отсюда и его первоначальное название Bataillonsfurerwagen – BW.
Проектированием BW занимались фирмы Rheinmetall-Borsig AG и в Дюссельдорфе и Fridrich Krupp AG в Эссене. Свои проекты впрочем представили и фирмы Daimler Benz и MAN. Все варианты, за исключением рейнметалловского, имели ходовую часть с шахматным расположением опорных катков большого диаметра, разработанную инженером Е.Книпкампом. единственный же построенный в металле прототип – VK 2001(Rh) – был оснащен ходовой частью, почти полностью заимствованной у тяжелого многобашенного танка Nb.Fz. этой конструкции ходовой части и отдали предпочтение. Заказ на производство танка 7,5 cm Geschutz-Panzerwagen (Vs.Kfz.618) – бронированная машина с 75 мм пушкой (экспериментальный образец 618) – в 1935 году получила фирма Krupp. В апреле 1936 года название было изменено на Panzerkampfwagen IV, по сквозной системе обозначений под индексом Sd.Kfz.161.
Несколько машин нулевой серии были изготовлены в цехах крупповского завода в Эссене, но уже в октябре 1937 года производство перенесли на завод Krupp-Gruson AG в Магдебурге, где начался выпуск боевых машин модификации А.
Pz.Kpfw.IV Ausf.A
Броневая защита корпуса Ausf.A колебалась от 15 (борта и корма) до 20 (лоб) мм. Лобовая броня башни достигала 30, бортов – 20, кормы – 10 мм. Боевая масса танка составила 17,3 т. Вооружение – 75 мм пушка KwK 37 с длиной ствола в 24 калибра (L/24), в ее боекомплект входило 120 выстрелов. Два пулемета MG 34 калибра 7,92 мм ( один спаренный с пушкой, другой курсовой) имели боезапас в 3000 патронов. Танк оснащался 12-цилиндровым V-образным карбюраторным двигателем жидкостного охлаждения Maybach HL 108TR мощностью 250 л.с. и пятискоростной механической коробкой передач типа Zahnradfabrik ZF SFG75. Двигатель был расположен несимметрично, ближе к правому борту корпуса. Ходовая часть состояла из восьми сдвоенных опорных катков малого диаметра, сблокированных попарно в четыре тележки, подвешенные на четвертьэллиптических листовых рессорах, четырех поддерживающих катков, ведущего колеса переднего расположения и направляющего колеса с механизмом натяжения гусеницы. В последствии при многочисленных модернизациях Pz.IV его ходовая часть не претерпела серьезных конструктивных изменений.
Характерными чертами машин модификации А стали командирская башенка цилиндрической формы с шестью смотровыми щелями и курсовой пулемет в шаровой установке в ломаном лобовом листе корпуса. Башня танка была смещена влево от продольной оси на 51,7 мм, что объяснялось внутренней компоновкой механизма поворота башни, включавшего в себя двухтактный бензиновый двигатель, генератор и электромотор.
До марта 1938 года заводские цеха покинули 35 танков модификации А. это была установочная партия.
Pz.Kpfw.IV Ausf.B
Машины модификации В несколько отличались от предыдущих. Ломанную лобовую плиту корпуса заменили на прямую, ликвидировали курсовой пулемет, ввели новую командирскую башенку и перископический прибор наблюдения, изменили конструкцию бронировки почти всех смотровых приборов, вместо двухстворчатых крышек посадочных люков механика-водителя и радиста установили одностворчатые. Танки Ausf.B оснащались двигателем Maybach HL 120TR мощностью 300 л.с. и шестискоростной коробкой передач ZF SSG76. Боекомплект сократился до 80 выстрелов и 2700 патронов. Броневая защита практически осталась прежней, лишь толщину лобовой брони корпуса и башни довели до 30 мм.
С апреля по сентябрь 1938 года было изготовлено 45 Pz.IV Ausf.B.
Pz.Kpfw.IV Ausf.C
С сентября 1938 года по август 1939 года производились танки серии С – 140 единиц. С 40-й машины серии начали устанавливать двигатель Maybach HL 120TRM – в дальнейшем он применялся на всех последующих модификациях. К другим усовершенствованиям можно отнести специальный отбойник под стволом орудия для отгибания антенны при повороте башни и броневой кожух спаренного пулемета. Две машины Ausf.C переоборудовали в мостовые танки.
Pz.Kpfw.IV Ausf.D
С октября 1939 по май 1940 года было изготовлено 229 машин модификации D, на которых вновь появились ломаная лобовая плита корпуса и курсовой пулемет с дополнительной прямоугольной бронировкой. Изменилась конструкция маски спаренной установки пушки и пулемета. Толщина бортовой брони корпуса и башни возросла до 20 мм. В 1940-1941 годах лобовую броню корпуса усилили 20 мм листами. Танки Ausf.D поздних выпусков имели дополнительные вентиляционные отверстия в моторном отделении. В апреле 1940 года 10 машин серии D переделали в мостоукладчики.
В 1941 году один танк Ausf.D в опытном порядке вооружили 50 мм пушкой KwK 39 с длиной ствола 60 калибров. Планировалось перевооружить, таким образом, все машины этой модификации, однако зимой 1942 года предпочтение было отдано варианту F2 с 75 мм длинноствольной пушкой. В 1942-1943 годах некоторое количество танков Ausf.D в ходе капитального ремонта получили такие пушки. В феврале 1942 года два танка переоборудовали в самоходные установки, вооруженные 105 мм гаубицами К 18.
Pz.Kpfw.IV Ausf.Е
Главным отличием модификации Ausf.E от предшественников стало существенное увеличение толщины брони. Лобовую броню корпуса довели до 30 мм и вдобавок усилили 30 мм экраном. Лоб башни также был доведен до 30 мм, а маска до 35-37 мм. Борта корпуса и башни имели 20 мм, а крыша и корма 15 мм броню. Появились командирская башенка нового типа, башенный вентилятор, усовершенствованный смотровой прибор механика-водителя, шаровая установка курсового пулемета, упрощенные ведущее и направляющее колеса, ящик для снаряжения, крепящийся к корме башни, и другие более мелкие изменения. Подверглась изменениям и конструкция кормового листа башни. Боевая масса танка достигла 21 т. С сентября 1940 по апрель 1941 года заводские цеха покинули 223 машины версии Е.
Pz.Kpfw.IV Ausf.F
Pz.IV Ausf.F появился в результате анализа боевого применения машин предыдущих вариантов в Польше и Франции. Вновь возросла толщина брони: лоб корпуса и башни до 50 мм, борта до 30 мм. Одностворчатые дверцы в бортах башни заменили на двухстворчатые, лобовой лист корпуса опять стал прямым. Пулемет при этом сохранился. Поскольку масса корпуса танка возросла на 48%, по сравнению с Ausf.E, машина получила новую 400 мм гусеницу вместо применявшейся ранее 360 мм. Были выполнены дополнительные вентиляционные отверстия в крыше моторного отделения и в крышках трансмиссионных люков. Изменились размещение и конструкция глушителей двигателя и бензомотора поворота башни.
Помимо фирмы Krupp-Gruson к производству танка, продолжавшемуся с апреля 1941 по март 1942 года, подключились Vomag и Nibelungenwerke.
Все вышеперечисленные модификации танка Pz.IV вооружелись короткоствольной 75 мм пушкой. После выпуска 462 машин варианта F производство их прекратили на один месяц. За это врем в конструкцию танка внесли весьма существенные изменения: главное из них – установка 75 мм пушки KwK 40 с длиной ствола 43 калибра, разработанной конструкторами фирм Krupp и Rheinmetall. Производство этих орудий началось в марте 1942 года. Машины с короткими пушками имели обозначение F1, а с новым орудием F2. Боекомплект последних состоял из 87 выстрелов, 32 из которых размещались в башне. Машины получили новую маск-установку и новый прицел. Боевая масса достигла 23,6 т. До июля 1942 года было выпущено 175 Ausf.F2, еще 25 машин переоборудовали из F1.
Pz.Kpfw.IV Ausf.G
Вариант Ausf.G (изготовлено 1687 единиц), выпуск которого начался в мае 1942 года и продолжался до апреля 1943 года, принципиальный отличий от машин модификации F не имел. Единственной сразу бросающейся в глаза новинкой стал двухкамерный дульный тормоз пушки. Кроме того, на большей части выпущенных машин отсутствовали приборы наблюдения в лобовом листе башни справа от пушки и в правом борту башни. Впрочем этих приборов нет и на большинстве машин варианта F2. Последние 412 танков Ausf.G получили 75 мм пушку KwK 40 с длиной ствола в 48 калибров. Машины поздних выпусков оснащались 1450-кг «восточными гусеницами» - Ostketten, дополнительной 30 мм лобовой броней и бортовыми экранами, что делало их почти не отличимыми от следующей модификации – Ausf.H. Один из серийных танков был переоборудован в прототип самоходного орудия Hummel.
Pz.Kpfw.IV Ausf.H
Танки модификации Н поучили 80 мм лобовую броню, антенна радиостанции была перенесена в корму корпуса, появились 5 мм бортовые экраны на корпусе и башне, изменилась конструкция ведущих колес. Часть танков имела необрезиненные поддерживающие катки. На Ausf.H устанавливалась коробка передач Zahnradfabrik ZF SSG77, аналогичная применяемой в танке Pz.III. На командирской башенке была смонтирована зенитная установка пулемета MG 34. На машинах последних выпусков кормовой лист корпуса стал вертикальным. До 18 мм возросла броневая защита крыши башни. Наконец все наружные поверхности танка обмазывались циммеритом. Эта версия Pz.IV стала самой массовой: с апреля 1943 по май 1944 года заводские цеха трех фирм покинули 3960 боевых машин. При этом 121 танк был переоборудован в самоходные и штурмовые орудия. По другим данным, изготовили 3935 шасси, 3774 из которых были использованы для сборки танков. На базе 30 шасси выпустили 30 штурмовых орудий StuG IV и 130 САУ Brummbar.
Pz.Kpfw.IV Ausf.J
Последним вариантом Pz.IV стала модификация Ausf.J. С июня 1944 по март 1945 года завод Nibelungenwerke выпустил 1758 машин этой модели. В целом подобные предыдущему варианту танки Ausf.J претерпели изменения, связанные с технологическими упрощениями. Был ликвидирован силовой агрегат электропривода поворота башни и сохранился только ручной привод. Упростилась конструкция башенных люков, был демонтирован бортовой прибор наблюдения механика-водителя, поддерживающие катки, число которых на машинах поздних выпусков сократилось до трех, лишились резиновых бандажей, изменилась конструкция направляющего колеса. На танке устанавливались топливные баки повышенной емкости, в результате чего запас хода по шоссе возрос до 320 км. Для бортовых экранов широко стала использоваться металлическая сетка. Часть танков имела вертикальные выхлопные патрубки, подобные применяемым на танке Pz.V.
За период с 1937 по 1945 год неоднократно предпринимались попытки глубокой технической модернизации Pz.IV. Так, один из танков Ausf.G в июле 1944 года оборудовали гидравлической трансмиссией. С апреля 1945 года собирались оснащать Pz.IV 12-цилиндровыми дизельными двигателями Tatra 103.
Самыми же обширными были планы пере- и довооружения. В 1943-1944 годах на модификации Н планировалось установить башню Pz.V с 75 мм пушкой KwK 42 с длиной ствола 70 калибров или же так называемую «тесную башню» (Schmalturn) с 75 мм орудием KwK 44/1. Построили и деревянную модель танка с этой пушкой, размещенной в стандартной башне танка Pz.IV Ausf.H. Фирма Krupp разработала новую башню с 75 мм пушкой KwK 41 с коническим стволом длиной 58 калибров.
С марта по сентябрь 1944 года 97 танков Ausf.H были переоборудованы в командирские – Panzerbefehlswagen IV (Sd.Kfz.267). Эти машины получили дополнительную радиостанцию FuG 7, которую обслуживал заряжающий.
Для частей самоходной артиллерии с июля 1944 по март 1945 года в цехах завода Nibelungenwerke 90 танков Ausf.J переоборудовали в машины передовых артиллерийских наблюдателей - Panzerbeobachtungswagen IV. Основное вооружение на них сохранилось. Дополнительно эти машины оснащались радиостанцией FuG 7, антенну которой легко узнать по характерной «метелке» на конце, и дальномером TSF 1. Вместо штатной танки получили командирскую башенку от штурмового орудия StuG 40.