乌克兰第4方面军是1943年10月20日由南方面军改变番号组建。编有近卫第2、第3集团军，突击第5集团军、诸兵种合成第28、第44、第51集团军和空军第8集团军。

尔后，时间长短不等地编有滨海集团军和空军第4集团军。1943年9月至11月初，乌克兰第4方面军实施梅利托波尔战役(1943)，战役进程中推进300公里，进至第聂伯河下游和彼列科普地峡，从而为收复克里木和右岸乌克兰南部地区创造了条件。右岸乌克兰战略进攻进程中，方面军右翼各集团军于1、2月间参加尼科波尔—克里沃罗格战役(1944)，并协同乌克兰第3方面军消除德军第聂伯河尼科波尔登陆场。4、5月间，乌克兰第4方面军和独立滨海集团军协同黑海舰队和亚速海区舰队实施克里木战役(1944)，全歼敌近20万人的重兵集团，收复克里木。最高统帅部大本营1944年5月16日决定撤销乌克兰第4方面军，方面军野战领率机关率保障部队和后勤机关调最高统帅部大本营预备队。

1944年8月6日，乌克兰第4方面军再次组建，编有近卫第1集团军，诸兵种合成第18集团军和空军第8集团军。尔后编入第38、第60集团军。9、10月间，乌克兰第4方面军协同乌克兰第1方面军实施东喀尔巴阡战役(1944)。苏军穿越东喀尔巴阡山脉，收复外喀尔巴阡乌克兰并解放捷克斯洛伐克部分领土。此次进攻战役的主要目的之一乃是支援反对德国占领军的斯洛伐克起义人民。1945年1—2月间，乌克兰第4方面军协同乌克兰第2方面军实施西喀尔巴阡战役(1945)，解放波兰南部地区和捷克斯洛伐克大部领土。方面军向克拉科夫以南实施突击，从南面保障了苏军在华沙—柏林方向的进攻。1945年春季，乌克兰第4方面军在摩拉瓦俄斯特拉发进攻战役(1945)中，全歼摩拉瓦俄斯特拉发工业区德军，为向捷克斯洛伐克中部进军创造了条件。5月6日至11日，方面军参加布拉格进攻战役(1945)，战役中彻底粉碎德军，全部解放捷克斯洛伐克及其首都布拉格。1945年7月，乌克兰第4方面军被撤销，方面军野战领率机关用以组建喀尔巴阡军区。

方面军领导成员：司令——1943年10月—1944年5月为托尔布欣大将，1944年8月—1945年3月25日为彼得罗夫上将(1944年10月26日晋升为大将)，1945年3月25日—7月为叶廖缅科大将；军事委员会委员——1943年10月—1944年1月为夏坚科上将，1944年1—5月为苏博京少将(1944年4月20日晋升为中将)，1944年8月—1945年7月为梅赫利斯上将；参谋长——1943年10月—1944年5月为比留佐夫中将，1944年5月和1944年8月—1945年4月为科尔热涅维奇中将，1945年4—7月为桑达洛夫上将。