在国民革命军的编制序列中，历史上出现过两个骑兵第4军。

一、东北军骑兵第10 师组成的骑兵第4军，二、暂编第4军组成的骑兵第4军

该军前身是东北军骑兵军一部。1935年8月，原东北骑兵指挥部队改编为东北骑兵军。1937年8月，东北骑兵军番号撤消后，所属骑兵第10 师扩编为骑兵第4军，隶属第1战区。檀自新任军长，下辖骑兵第10 师，檀自新兼任师长。另辖骑兵第1大队、第2大队。该军编成后，参加了平汉路北段沿线作战和徐州会战后，由于因战马死伤严重难以补充，1938年6月，该军番号被撤消。

该军前身是晋绥军暂编第4军。1942年10月，国民党部队第8战区将晋绥军暂编第4军改编为骑兵第4军，同时将暂编第3军新编骑兵第3师改隶骑兵第4军，隶属第8战区绥西方面副司令长官指挥部指挥，董其武任军长。下辖：新编骑兵第3师，朱振庭任师长；新编骑兵第4师，王宪章任师长；步兵第9旅，于霖瑜任旅长。该军编成后，驻防绥远地区担任守备任务。1944年1月，董其武改任第35军军长，袁庆荣任骑兵第4军军长，下辖：新编骑兵第3师、新编骑兵第4师和步兵第9旅编制不变。1945年，该军该隶属第12战区。同年8月，骑兵第4军番号和新编骑兵第3师被裁减，新编骑兵第4师改隶第12战区直辖。