ארמיית הטנקים הרביעית הוקמה מחדש ב-15 ביולי 1943 על בסיס מפקדת קורפוס הפרשים ה-19, תחת פיקודו של ואסילי באדאנוב. היא כללה עם הקמתה 2 קורפוסי טנקים, קורפוס ממוכן ומספר יחידות נוספות. במסגרת החזית המערבית השתתפה הארמייה במתקפה הסובייטית על בליטת אוריול ביולי-אוגוסט 1943 (מבצע קוטוזוב) וספגה אבדות כבדות מאוד בטנקים. מאוחר יותר סופחה הארמייה לחזית האוקראינית הראשונה והשתתפה במתקפה הסובייטית בצפון אוקראינה בחורף 1943/44. בקיץ 1944 השתתפה הארמייה במבצע לבוב-סנדומייז' ובמסגרתו חדרה לשטח פולין והגיעה עד לנהר הוויסלה. במרץ 1945 קיבלה את תואר הכבוד "המשמר". בשלבי הסיום של המלחמה השתתפה הארמייה במבצע ויסלה-אודר ובקרב ברלין וסיימה את המלחמה בצ'כוסלובקיה.