"4 Minutes" obteve análises positivas de críticos especializados em música contemporânea, que a descreveram como uma canção dançante movimentada e elogiaram sua produção e sua composição musical, comparada com as de bandas marciais; a participação de Timberlake foi vista de forma ambivalente, com alguns elogiando sua química com Madonna enquanto outros notaram que ele recebeu maior destaque na canção do que ela. A obra foi condecorada com o prêmio de Gravação do Ano do gênero inglês nos Premios Oye! e foi indicada a outras diversas premiações, incluindo as categorias de Melhor Vocal "Pop" Colaborativo e Melhor Gravação Remixada, Não Clássica no Prêmio Grammy de 2009. Obteve grande recepção comercial, liderando as paradas musicais de 21 países, como Alemanha, Austrália, Canadá e Reino Unido. Nos Estados Unidos, "4 Minutes" atingiu um pico na terceira colocação da "Billboard" Hot 100, dando a Madonna seu 37.º "single" a classificar-se entre as dez primeiras posições da tabela, quebrando o recorde anteriormente detido por Elvis Presley. É a música mais vendida digitalmente da cantora no país, com vendas superiores a três milhões de unidades.