El primer modelo entró en servicio en 1952 y reemplazo al Mi-1.

Este helicóptero fue visto por primera vez en 1952 durante el día de la aviación soviética en Túshino.

Sirvió como un vehículo experimental para los futuros diseños de seguridad y expulsión del piloto.

Ya no es utilizado por la Fuerza Aérea Rusa, aunque se mantuvo en servicio en algunos países como un helicóptero utilitario o como un transporte militar un poco más.

Una exitosa operación heli-llevada, el Puente Meghna Heli, utilizando los Mi-4, ayudó a la División de Montaña 57 del Ejército Indio a despejar el río Meghna.