1940년 프랑스 전투 동안 사단은 에리히 회프너의 16 기갑군단에 배속되어 참전했다. 16 기갑군단은 발터 폰 라이헤나우 원수의 6 군의 클라이스트 기갑집단 소속이었다. 리에주와 샤를뢰(Charleroi)를 거친 전격전 후, 사단은 Béthune로 이동, 영국 원정군과 싸웠다. 이 전투가 됭케르크 전투다. 그렇지만, 아돌프 히틀러가 기갑부대의 됭케르크 진격을 금지했고, 됭케르크에 포위된 영국군, 프랑스 1 군, 벨기에군 일부는 영국으로 탈출할 수 있었다(다이나모 작전). 이것이 나중에 "됭케르크의 기적"'으로 알려진 사건이다. 덕분에 4 기갑사단은 됭케르크 해안으로 진격했을 때는 포로와 영국군이 버리고 간 각종 중장비, 그밖에 쓰레기만 건졌다. 6월초, 4 기갑사단은 다시 최전선으로 이동하여 며칠 동안 프랑스의 거대한 영토를 진격했고, 휴전이 발표되었을 때에는 거의 무저항으로 그르노블에 입성했다. 프랑스 점령군으로서 몇 달간 주둔한 후, 11월에 4 사단은 다시 부르즈부르그로 철수하여 부대를 재편했다. 36 기갑연대가 새로 배속되었고, 103 포병연대가 3번째 포병대대로 증강되었다.