A pesar de que la producción en masa del tanque mediano M3 comenzó durante el verano de 1941, el desarrollo de una versión mejorada con un cañón de 75 mm sobre una torreta giratoria empezó antes, en invierno del mismo año. Para otoño de 1941, se habían fabricado dos prototipos. Las altas esferas militares estaban muy satisfechas con la versión mejorada, pero solicitaron algunas modificaciones. Como resultado, el vehículo perdió sus puertas laterales y la ametralladora que tenía en la cúpula del comandante. El 5 de septiembre de 1941, el Comité Armamentístico recomendó estandarizar el vehículo bajo el nombre Medium Tank M4.
Las características especificadas son para vehículos con tripulantes entrenados al 100 %.