Inledningsvis kommer variabel hastighetsgräns (VSL) att användas väster om Brynglas-tunnlarna så långt som till korsning 28.
Sensorer i vägen upptäcker trafikuppbyggnad och justerar automatiskt hastighetsbegränsningen för att hålla fordonen igång.
Fartbegränsningsändringar visas för förare via elektroniska skyltar på motorvägskanten.
Från och med juni kommer systemet att fungera över åtta miles mellan J24 (Coldra) och J28 (Tredegar Park).
Tim Shallcross vid Institute of Advanced Motorists sade att systemet redan fungerade bra i andra delar av Storbritannien, inklusive M25 nära London och M42 i Midlands.
"Idén är att det hindrar människor att försöka byta körfält för att köra om och det jämnar trafikflödet, alla fortsätter att resa i en lägre hastighet," sade han.
"Dessa är obligatoriska hastighetsbegränsningar så om du överskrider dem då kommer du att åtalas."
Sammankomstregeringen sade att den åtta kilometer långa sträckan av motorvägen var den mest trafikerade vägen i Wales och drabbades av en över genomsnittet olycksfrekvens.
Biträdande försteminister Ieuan Wyn Jones sade: "Ultimat, det kommer att förbättra konnektiviteten för Wales och detta är viktigt för ekonomin.
"Det kommer inte bara att göra det lättare att resa nu, utan kommer också att uppmuntra till mer hållbara resor i framtiden."
Medelhastighetskameror har varit i drift längs sträckan av M4 sedan september 2009.
Kamerorna utlöser straffanmärkningar när gränsen på 50 mph överskrids.
Mer än 6 500 förare har fått biljetter enligt siffror i december 2010.
Ett system för att hålla trafiken i rörelse längs en livlig sträcka av M4 nära Newport har börjat med varierande hastighetsbegränsningar som svar på vägförhållanden.