La divisione si trovava ancora in fase di organizzazione, con poche truppe e armamenti obsoleti in dotazione, quando nel giugno 1940 il Regno d'Italia dichiarò guerra agli Alleati della seconda guerra mondiale, e non prese quindi parte alle prime operazioni belliche contro gli italiani; l'unità fu tuttavia rapidamente portata a pieno organico di uomini e dotazioni, giusto in tempo per partecipare nel dicembre 1940 all'operazione Compass, la controffensiva della Western Desert Force britannica del generale Richard O'Connor contro le unità italiane penetrate in Egitto. Rinforzata dai carri armati Mk II Matilda del 7th Royal Tank Regiment, nelle prime ore del 9 dicembre la 4th Division compì una manovra aggirante delle posizioni italiane, cogliendo di sorpresa e distruggendo il Raggruppamento sahariano "Maletti" nel corso della battaglia di Nibeiwa per poi piombare ad Alam el-Tummar sulle truppe trincerate della 2ª Divisione libica, che furono ben presto travolte. Elementi della divisione si spinsero, il 10 dicembre, in direzione di Sidi Barrani sulla costa, conquistata poi quella sera stessa con l'appoggio dei carri del 7th Regiment; due divisioni libiche e la 4ª Divisione CC.NN. "3 gennaio" furono così intrappolate in una sacca, venendo costrette a capitolare.