大多数早期IV型坦克都是作为试验及训练之用，当然也有一些被投入实战。1939年10月，克虏伯制造出D型，到1941年5月一共生产了229辆（底盘编号80501-80748）。D型是首个生产型，其在德军中一直服役到1944年。D型采用新的车体前部装甲设计和新的火炮外部防护，D型恢复了前机枪，车内机电员的位置也稍有后移。1943年，有一些D型被换装上威力较大的长身管75mmKwKL/48型火炮，D型中有少数底盘被用于改装成架桥车、自行火炮、甚至巨炮“卡尔”的弹药供应车。德军在法国、北非、巴尔干以及苏联战场都投入了D型PzKpfwIV坦克。
1940年9月到1941年4月，克虏伯公司又制造出223辆（编者注：似乎有些资料说是233辆）PzKpfwIV/E型坦克（底盘编号80801-81023），E型是以D型为基础设计的。E型是IV号坦克系列里第一个在炮塔上安装储存箱的型号。车体后部都安装了一个储存架。并在驾驶员舱门以及主动轮和指挥塔上都做了修改。炮塔顶部安装了新的排气风扇。大约有40辆D、E型PzKpfwIV坦克被送到非洲的第5、第8装甲团服役。值得一提的是在1940年后期，为了使III号和IV号坦克标准化，出现过一种基于PzKpfwIV/E型坦克，改装了大的负重轮以及FAMO的悬挂装置的设计样车。
1941年4月至1942年3月，克虏伯、伏玛格以及尼伯伦根工厂生产了487辆PzKpfwIV/F1型坦克（底盘编号82001-82614）。F1型是IV号坦克系列里最后一种采用75mmL/24型短身管火炮的型号。1942年3月，25辆F1型被改进为F2型。F型都采用了新设计的炮塔、主动轮和诱导轮，MG机枪采用了球形枪座，侧门由原来的单层改进为双层，观测设备、驾驶员观察口、前机枪座和炮塔门都加厚了装甲，并都以400mm宽履带替代原来的360mm宽履带。F1型PzKpfwIV坦克被用来重组德军第2、第5装甲师以及补充前线各作战部队。A型到F1型的IV号坦克的设计编号被定为Sd。Kfz。161，它们都安装短身管的75mmKwK37L/24型火炮。
1942年3月，PzKpfwIV/F2型坦克开始生产，紧接着在5月又开始生产G型。这两种型号都开始安装新的75mmKwK40L/43型火炮（已经可以和装有76。2mm火炮的T34坦克对抗）。北非战场上，英军把这种新遭遇的德军坦克（PzKpfwIV/F2型坦克）称为“特殊IV型坦克”，因为它的性能优于当时任何一种英国和美国坦克。新型长身管火炮导致了坦克全重增加以及速度减慢。除了火炮以外，F1型和F2型差不多。PzKpfwIV/F2型坦克的75mm火炮前部安有单节炮口制退器（后期的F2型改成了双节式炮口制退器）。不过F2型对炮塔内车长和炮手的位置做了改进以增大内部空间，还增加了一个辅助手柄便于装填手操作。
1941年至1943年在非洲战场使用的IV号坦克都加装了适应沙漠战斗的过滤器以及改进的通风设备。克虏伯、伏玛格以及尼伯伦根工厂一共生产了200辆（包括25辆F1型改进的，底盘编号为82370-82650）PzKpfwIV/F2型坦克，G型则生产了1275辆（底盘编号82651-84400，假如包括晚期换装75mmKwK40L/48型火炮的G型，生产总数应该是1687辆）。这三种型号统一的设计编号是Sd。Kfz。161/1。1943年3月起，开始生产412辆被安装了新的75mmKwK40L/48型火炮的G型，这种型号的设计编号被定为Sd。Kfz。161/2，该火炮安有新型的炮口制退器，晚期的PzKpfwIV/G型坦克加装了和H型类似的钢质侧裙装甲板。另外G型安装了新型的简单炮塔，并装备了烟幕弹发生器。
1943年4月，德国开始制造PzKpfwIV/H型坦克，H型也装备了75mmKwK40L/48型火炮，同时H型开始装备5mm厚的装甲侧裙板。H型是IV号坦克系列中产量最大的，从1943年4月到1944年7月，一共制造了3774辆（克虏伯、伏玛格、尼伯伦根工厂，底盘编号84401-91500）。H型也采用了新设计的主动轮、防空MG34型机枪和天线装置。
1944年6月，J型开始进入制造，J型和H型差不多，在排气装置以及悬挂系统上做了一些改动以易于制造。到1945年3月，尼伯伦根工厂一共生产了1758辆PzKpfwIV/J型坦克（底盘编号91501-？？？？？）。除了J型，所有的PzKpfwIV型坦克炮塔都是采用电驱动转动，而J型则是只能采用手动式旋转。晚期型的J型采用了铸造诱导轮以及钢质托带轮，晚期生产的J型将托带轮减少为3个。H型和J型PzKpfwIV坦克在有经验的坦克手手里都是极具威力的武器。除了正式的改进，PzKpfwIV型坦克还根据前线反馈的信息实施的不间断改进甚至乘员自己的改造。1943年中期，PzKpfwIV型坦克开始安装炮塔以及车体侧装甲裙板。以前的型号在返修的时候都被加厚装甲，重装武器以及及时进行标准升级，其他一些则被NSKK机构用于训练。1941年巴巴罗萨行动初期，PzKpfwIV型坦克配备单轴拖车携带两桶燃料以增加其作战半径。从1942年秋天开始，东线作战的PzKpfwIV坦克开始装备加宽的“冬季履带”，1944年春天起，则开始安装更宽的“东部履带”。诺曼底战役卡昂地区，有一些晚期PzKpfwIV型坦克被埋在地下仅露出炮塔作为固定火力点，这种火力点极难被察觉及摧毁，作战中试图接近的盟军坦克部队遭到了惨重的损失。有趣的是德国为了进攻英国的“海狮计划”曾将PzKpfwIV型坦克改装成潜水坦克，1940年7月到10月，有42辆D型PzKpfwIV坦克被改装成潜水坦克。这些潜水型坦克在1941年入侵苏联的行动中参战（隶属于第18装甲师第18装甲团）。IV号坦克不仅有潜水型，德国还利用它的底盘制造过一些特殊用途车辆。1940年2月到5月，克虏伯将20辆PzKpfwIV/C、D型坦克改造成架桥车--BruckenlegerIVb。这些架桥车伴随第1、2、3、5、10装甲师参加了1940年在比利时以及法国的战斗。1940年晚期，大多数又被改回战斗坦克。1941年1月，克虏伯又制造了4辆BruckenlegerIVc型架桥车，并在1941年入侵苏联时投入战斗（隶属于第3装甲师）。另外还有一辆C型PzKpfwIV坦克被试验改装成扫雷装置，不过没有正式投入生产。PzKpfwIV型坦克也被改装成修理坦克，1944年10月到12月（甚至到1945年3月），36辆不同型号的IV号坦克被改造成修理坦克。此外，F型的PzKpfwIV坦克还有被改造成两栖坦克的尝试。
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