Опытные образцы и специальные машины
Проектирование различных боевых машин на базе Pz.IV началось уже в процессе его создания. Так, уже в 1935 году фирма Krupp предложила так называемый Rauchwagen (RW) — дымовой танк. На штатное шасси BW предполагалось установить новую башню со 105-мм орудием с длиной ствола в 16 калибров. По замыслу создателей RW, двигаясь в боевых порядках вместе с линейными танками, должен был дымовыми снарядами обстреливать позиции вражеских противотанковых пушек. Впрочем, Управление вооружений рекомендовало добавить в боекомплект RW осколочные и бронебойные снаряды. Чем тогда эта машина отличалась от линейного танка и зачем ее нужно было создавать — загадка. Тем не менее к сентябрю 1939 года один такой танк был изготовлен. Дальнейшая его судьба неизвестна.
Несколько больше информации имеется о перспективном танке BW40, именуемом также VK 2001 (IV) или VK 2001 (ВW). Впрочем, до танка дело так и не дошло, ограничившись проектированием шасси. Последнее предполагалось оснастить двигателем HL116, переделав при этом моторное отделение, и ходовой части с 6-ю опорными катками, сблокированными попарно в три балансирные тележки с рессорной подвеской. Особо оговаривалось, что габариты нового шасси не должны превышать таковые у Pz.IV. В январе 1940 года началось изготовление деталей шасси, сборку первого из двух заказанных BW40 планировалось завершить к концу 1940 года. Однако в мае Управление вооружений распорядилось прекратить работы над этой машиной. Теперь проектирование серии VK 2001 должно было вестись в направлении создания унифицированного шасси танков Pz.VI nA и Pz.IV nA — танков «нового типа». Работы велись сразу тремя фирмами: Daimler-Benz, MAN и Krupp. Проектируемые образцы различались в основном конструкцией ходовой части и трансмиссии, а также массой и бронированием. Машины первых двух фирм должны были получить башни с 75-мм пушками, а крупповская — с 50-мм. Работа над танками «нового типа» удостоилась высочайшего внимания Гитлера, засыпавшего проектировщиков различными указаниями и требованиями, что в конечном итоге и погубило проект. Справедливости ради, правда, стоит отметить, что создание нового единого танка в пределах массы и габаритов Pz.IV было бесперспективным. В результате все равно получился бы танк с ТТХ, аналогичными таковым у Pz.IV. Проще было просто прекратить выпуск Pz.VI.
С декабря 1940 года проходили испытания Pz.IV Ausf.E, оснащенные ходовой частью с шахматным расположением опорных катков. До конца 1942 года на этих машинах испытали несколько типов опорных катков и гусениц.
За период с 1937 по 1945 год неоднократно предпринимались попытки глубокой технической модернизации Pz.IV. С 1942 года велась разработка новой единой башни для танков Pz.VI и Pz.IV, оснащенной гидравлическим механизмом поворота. Один из танков Ausf.G в июле 1944 года оборудовали гидравлической трансмиссией. С апреля 1945 года собирались оснащать Pz. IV 12-цилиндровыми дизельными двигателями Tatra 103.
Pz.IV Ausf.E, оснащенный ходовой частью с шахматным расположением опорных катков. 
Вверху: экспериментальный Pz.IV с гидравлической трансмиссией. Внизу: Pz.IV Ausf.F с деревянным макетом 50-мм танковой пушки с длиной ствола 60 калибров, оснащенной дульным тормозом. 
Самыми же обширными были планы пере- и довооружения. В 1943–1944 годах на танки модификации Н планировалось установить башню «Пантеры» с 75- мм пушкой KwK 42 с длиной ствола 70 калибров или же так называемую «тесную башню» (Schmalturm) с 75-мм орудием KwK 44/1. Построили и деревянную модель танка с этой пушкой, размещенной в стандартной башне танка Pz.IV Ausf.H. Фирма Krupp разработала новую башню с 75/55-мм пушкой KwK 41 с коническим стволом длиной 58 калибров. В июле 1944 года была спроектирована так называемая упрощенная башня шестигранной формы без бортовых приборов наблюдения, командирской башенки и лючков для стрельбы из личного оружия. Главным ее достоинством была 80-мм лобовая броня, что вкупе с 80-мм броней маски давало 160-мм защиту лобовой проекции.
Pz.IV Ausf.F с деревянным макетом 75-мм пушки с длиной ствола 75 калибров. 
Мостоукладчик Bruckeleger IV. Франция, 1940 год. 
Предпринимались попытки оснащения Pz.IV ракетным вооружением. Был построен прототип танка с пусковой установкой 280-мм реактивных снарядов вместо башни. Из стадии деревянной модели не вышла боевая машина, оснащенная двумя безоткатными 75-мм пушками Rucklauflos Kanone 43, размещенными по бокам башни, и 30- мм МК 103 на месте штатной KwK 40.
С марта по сентябрь 1944 года некоторое количество танков модификаций Н и J (в основном) в ходе восстановительного ремонта было переоборудовано в командирские — Panzerbefehlswagen IV. Только 17 машин было создано с использованием новых только что выпущенных Pz.IV. При переделке на танки устанавливались радиостанции FuG-8 и FuG-5 (вариант Sd.Kfz.267) и FuG-7 и FuG-5 (Sd.Kfz.268). Питание радиостанций при неработающем двигателе обеспечивал генератор GG400, установленный в боевом отделении. Помимо штатных приборов наблюдения танк оснащался стереотрубой и перископом. Боекомплект по сравнению с линейным танком был уменьшен на 15 артвыстрелов.
Для частей самоходной артиллерии с июля 1944-го по март 1945 года в цехах завода Nibelungenwerke 90 танков Ausf.J переоборудовали в машины передовых артиллерийских наблюдателей — Panzerbeobachtungswagen IV. Основное вооружение на них сохранилось, за исключением спаренного пулемета. Эти машины оснащались тремя радиостанциями: FuG-8, FuG-4 и Fu.Spr.f. На танке устанавливались дальномер TSR 1, стереотруба и гирокомпас. Вместо штатной танки получили командирскую башенку от штурмового орудия StuG 40.
В 1940 году 20 танков модификаций С и D были переоборудованы в мостоукладчики Bruckenleger IV. Работы велись в цехах заводов Friedrich Krupp AG в Эссене и Magirus в Ульме, при этом машины обеих фирм несколько отличались друг от друга по конструкции. По четыре мостоукладчика вошли в состав саперных рот 1, 2, 3, 5 и 10-й танковых дивизий и использовались в ходе Французской кампании.
В феврале 1940 года два танка Ausf.C фирма Magirus переоборудовала в штурмовые мосты (Infanterie Sturmsteg), предназначенные для преодоления пехотой различных фортификационных препятствий. На месте башни был смонтирован раздвижной мост, конструктивно подобный пожарной штурмовой лестнице.
Tauchpanzer IV — танк, оборудованный для подводного хода. Как и Tauchpanzer III, эта машина оборудована специальными фланцами для крепления резиновых кожухов на амбразуре пушки и курсового пулемета. Этот танк принадлежит к составу 18-го танкового полка 18-й танковой дивизии. 
В рамках подготовки вторжения на Британские острова (операция «Морской лев») 42 танка Ausf.D оснастили оборудованием для подводного хода. Затем эти машины поступили в 3-ю и 18-ю танковые дивизии Вермахта. Поскольку переправа через Ла-Манш не состоялась, боевое крещение они получили на Восточном фронте.
В 1939 году в ходе испытаний 600-мм мортиры Karl возникла потребность в подвозчике боеприпасов. В октябре того же года в опытном порядке для этой цели был переоборудован один танк Pz.IV Ausf.D. В специальном ящике, смонтированном на крыше моторного отделения, перевозились четыре 600-мм снаряда, для погрузки и выгрузки которых служил кран, размещенный на крыше передней части корпуса. В 1941 году в перевозчики боеприпасов (Munitionsschlepper) переоборудовали 13 машин Ausf.Fl.
В октябре — декабре 1944 года 36 танков Pz.IV были переделаны в БРЭМ Bergepanzer IV.
