Por segunda vez el Cuarto Frente Ucraniano fue creado el 4 de agosto de 1944, a partir del ala izquierda del Primer Frente Ucraniano, específicamente del 1er Ejército de Guardias, el 18.º Ejército y el 8.º Ejército Aéreo. Su tarea consistía en luchar en los Cárpatos; para ello, parte de las unidades del frente se sometieron a un entrenamiento especial de montaña. El 6 de agosto, el teniente general Iván Petrov fue asignado al mando del recién creado 4.º Frente Ucraniano.El frente participó en la Ofensiva de los Cárpatos Orientales (8 de septiembre - 28 de octubre de 1944) que supuso la liberación de la Rutenia subcarpática (hoy llamado Óblast de Zakarpatia, en Ucrania), el este de Eslovaquia y el sur de Polonia, posteriormente participó en la Ofensiva de los Cárpatos Occidentales (enero-febrero de 1945) donde estuvo implicado en sangrientas batallas en Eslovaquia del Este, Norte y Central, así como en la Ofensiva de Moravia-Ostrava (marzo-mayo de 1945), después de estas ofensivas las tropas del 4.º Frente Ucraniano habían liberado casi toda Checoslovaquia