美國陸軍測試與鑒定司令部(TECOM)在1986年4月重新開啟了XM4卡賓槍的研發和第二階段測試。經過進壹步的測試和改進，XM4於1991年3月正式定型，命名為“美國卡賓槍，口徑5.56mm北約，M4”。M4和其他M16A2卡賓槍最明顯的區別就是它的槍管在離準星座前端25mm處有壹個縮口的形狀，在後來的實驗中被改成掛M203榴彈發射器。為了掛載原廠M203榴彈發射器，木護內側M16A2的槍管直徑與M16A1相同，但是卡賓槍的木護短，木護外側使用M16A2的粗槍管，所以柯爾特的工程師在木護外側的槍管中間加工了這個頸部，這樣就可以掛載M203榴彈發射器。固定存量也可以安裝使用，但在美軍中並不常見。
M4卡賓槍還把只有兩個固定位置的伸縮槍托改成了四個固定位置，然後又改成了六個。另外，M4的照片門雖然是M16A2，但是軌距最多只能調到600米，而不是M16A2的800米。因為下機殼是M16A2，所以拍攝模式是半自動三拍。因為M4和M16A2很像，其實兩者80%的零件都是可以互換的，所以最初叫M16A2卡賓槍。M4最先裝備的是第82空降師，用於替換M16A1/A2步槍、M3A1沖鋒槍和部分車輛駕駛員使用的9mm手槍。1994正式安裝。
M4卡賓槍首次參加實戰是在1991的海灣戰爭中。戰爭爆發前，美軍突然發現他們缺少新式步槍，很多部隊還在用M16A1，而M16A2是1986才開始陸續裝備的，很多部隊還沒換完衣服。由於需要盡快獲得大量的M16A2和M4，美國國防部批準增加M4的供應商，緬因州的Bushmaster槍械公司獲得了供應M4卡賓槍的采購合同，向陸軍供應了4000門M4槍，在“沙漠之盾”和“沙漠風暴”期間供第82空降師使用。據說施華蔻將軍。但當時美軍還沒有獲得M4的生產權(因為美國政府已經獲得了M16的生產權，當年M16A2的生產合同只能授予FNMI)，柯爾特威脅要起訴美國政府未經許可將M4工藝文件轉讓給其他公司。結果，大蛇只拿到了這份M4政府采購合同。
M4裝備部隊後，柯爾特設計了平頂機箱，用皮卡汀尼導軌代替固定手柄，便於安裝模塊化瞄準裝置。1994年8月，這壹改進也被美軍接受，平頂M4正式命名為“美國卡賓槍，口徑5.56mm北約，M4A1”，在柯爾特公司的編號為927。因為特種兵不喜歡M4卡賓槍的點射限制裝置，使用其他可以自動射擊的M16A2卡賓槍，所以M4A1也采用了M16A1的小寫。但在測試中發現，M4A1的槍管容易過熱，壹個射手用全自動方式連續打六個彈匣後，護木太熱不能直接接觸。雖然M4A1是卡賓槍而不是輕機槍，但是為了解決這個問題，柯爾特對木護板進行了改進，將鋁制防熱罩由原來的單層改為雙層，因此木護板的直徑也相應加大。這種改進後來被應用到新生產的M4卡賓槍上，因此早期的M4/M4A1上的護木與之前的M16卡賓槍上的護木相同，而後期的M4/M4A1上的護木更厚。
1994年，海軍陸戰隊公布了“作戰需求文件1.14。”，其中聲稱以長遠的眼光看待部隊偵察連的任務，用M4A1卡賓槍代替MP5-N進行擊發手槍。通過壹番努力，海軍陸戰隊終於獲得資金購買M4A1，但主要裝備特種部隊。1994年8月，美國陸軍正式采用M4/M4A1卡賓槍，首次裝備特種部隊和快速反應部隊。
限三發的M4卡賓槍，多配艦員、艦員、文書或軍官。比如M1坦克的乘員，多年來壹直使用4支M3A1沖鋒槍作為防身武器，現在卻換成了兩支M4卡賓槍和兩支M9手槍。因為平頂機箱便於安裝瞄準鏡，所以除了早期訂單的A2手柄，現在美軍采購的所有M4都采用平頂機箱，配套的瞄準鏡主要是Trijicon公司的TA11和TA31 ACOG和Aimpoint M68 CCO。目前政府標準M4系列有柯爾特920(平頂M4，快慢機為“S-1-3”)和柯爾特921 (M4A1，快慢機為“S-1-F”)。
裝有KAC·M4·拉斯衛隊的柯爾特925卡賓槍經過測試確認為M4E2，但由於對安裝這種衛隊後是否有必要和有必要改變現有卡賓槍的名稱感到困惑，這個名稱似乎被放棄了。安裝了RAS的M4系列在美國陸軍野戰手冊中被稱為模塊化武器系統或簡稱為M4·MWS。
雖然M4A1是為特種部隊開發的，但陸軍在1998年宣布，計劃將M4A1作為標準步槍替換為常規部隊中的RAS警衛木，而原來的M16A2則交給了預備役部隊和海岸警衛隊(註:其他數據指出，重裝計劃是從65438。為什麽陸軍打算用卡賓槍取代標準突擊步槍？陸軍的解釋是M4A1比M16A2輕，足以有效對付200米範圍內的目標；另壹種解釋是，陸地勇士系統裝備部隊時，M4A1可以減輕系統總重量。但是，實際上還有另壹個傳聞，軍隊中的壹些高級將領仍然對FNMI在1988中以價格優勢擊敗柯爾特獲得M16A2的供應合同感到不安，因為FNMI是外國背景的公司。如果陸軍決定采用不同類型的步槍，沒有理由不繼續履行與FNMI的采購合同。
M4A1的采購引起了很大的爭議，而當柯爾特拿到陸軍的生產合同後，FNMI馬上建議他們也可以為陸軍生產M4A1。陸軍拒絕了這壹提議，因此FNMI向美國聯邦法院提起訴訟，聲稱美國政府任命壹名獨家承包商是不公平的。聯邦法院駁回了FNMI在柯爾特機芯下的訴狀，解釋說M4系列的技術是柯爾特獨有的，並且根據柯爾特與軍方在1997 65438+2月達成的協議，軍方不能在2011之前授予其他廠商M4系列的生產權或轉讓工藝文件。
陸軍采購M1的高峰在2000年左右。2001年，美國陸軍最終決定為常規部隊配備拉斯木衛，這似乎是那個傳聞的證據。軍隊還是從柯爾特購買了M16A4。
因為槍管短導致初速低，炮口噪音大，而且木護比長步槍更容易發熱，海軍陸戰隊反復爭論是采用M4A1還是保留M16A2。終於在2002年9月，宣布用RAS木護的M16A4代替M16A2，但是是FN生產的。很多在阿富汗徒步作戰的步兵抱怨M4A1射程短，推動了海軍陸戰隊的這個決定。但是，在2003年入侵伊拉克的城市戰中，那些還在使用M16A2的機械化步兵認為他們更需要像M4這樣短而鋒利的輕武器，因為城市中的作戰距離比阿富汗山區要近得多。而且，即使是在郊區作戰，這些機械化部隊的成員也不需要使用手中的輕武器來對付300米外的目標，而抱怨M4A1射程不足的多是缺乏重武器支援的輕步兵。
雖然M4系列的有效射程沒有M16系列配長槍的射程遠，但很多軍事分析家認為，步兵輕武器在大多數情況下不需要射擊300米的目標，只要在150米範圍內有效即可。M4系列因其小巧的外形和強大的火力(只有全自動M4A1)適合CQB，深受反恐部隊和特種部隊的喜愛。這些優勢也適合城市作戰。所以在常規部隊步兵班，M16A4是主要模式，有少量M4A1，而在特種部隊、空降兵等快速反應部隊，M4A65438+。
柯爾特近幾年也出了M4A1或者內筒加厚的改裝套件。雖然整個槍管加厚後重量略有增加，但更耐熱，自動射擊時更準。這些帶有重型槍管的武器還配備了壹種稍重的新型緩沖器，名為H2。標準的H緩沖器有壹個滑動配重，由兩片鋼和壹片鎢組成，而新的H2緩沖器改為兩片鎢和壹片鋼。目前這些武器被稱為柯爾特921HB(重槍管)，但陸軍采用的改進型HB並未更名，因此政府M4A1包括921和921HB。
除了裝備在美軍，M4系列還出口到其他國家，柯爾特還向執法部門提供M4/M4A1、RO777、779、977、979四種型號。
除了RO977之外，柯爾特公司還向執法機關提供了壹支M4A1長筒，命名為“執法卡賓槍”，產品編號為LE6920。隨槍有兩個20發彈匣，當然用戶也可以自己購買其他容量的彈匣。LE6920有固定手柄盒和平頂盒兩種，下盒有三拍和連拍兩種拍攝方式。
目前，柯爾特M4僅限於軍隊和執法機構使用，只有在特殊情況下才能允許平民擁有政府M4/M4A1。根據BATF的定義，14.5英寸的槍管被列為“短筒步槍”(BATF對“短筒步槍”的定義是“壹個或多個槍管短於16英寸，總長度不應短於全長26英寸的步槍)，屬於第三類武器範疇，而能夠連發(包括點射模式)的武器被列為機槍範疇。購買三級武器或機槍武器必須向BATF申請並繳納印花稅，民用機槍武器只能在1986之前生產和銷售，因為聯邦法律禁止美國制造商和經銷商從1986 May 19起向私人出售機槍武器(註:進口機槍的民用所有權僅限於1968之前進口的。唯壹的例外是特殊職業納稅人(SOT)，他們是生產和進出口機槍的經銷商和生產商。也有私人保安或軍事企業，如保安承包商。只有在1986年5月19日之前生產的最早的柯爾特M4原型車才能被非SOT平民合法擁有。
據說柯爾特贏得了為美國政府生產M4系列的獨家合同，直到2009年，但並不是所有出口的M4都是柯爾特的產品。根據SecurityArms上的管理員PIERANGELO TENDAS(意大利人)提供的信息，意大利特種部隊采用的M4A1是大蛇的產物。此外，還有許多私人制造商生產看起來非常像軍用M4的武器，即所謂的M4式步槍。通常這種外形像M4的武器采用16英寸的槍管(避開三等武器的範疇)，只能半自動。他們都模仿M4，在桶中間有壹個脖子。雖然買這些假M4的人大多不會買壹個M203榴彈發射器(屬於三等武器，價格昂貴)，但是為了“M4”這個名字，他們特意買了這個槍管上有頸的短AR-65438+。有許多民用M4風格的制造商，蛇和奧運會也很有名。
柯爾特壹直對這種情況不滿，因為他想維護他對M4的名字和外形設計的專有權。其他制造商長期以來壹直聲稱柯爾特誇大了他們的權利——他們說“M4”現在已經成為壹個統稱為短M16/AR-15的術語。2004年4月，柯爾特以商標侵權、貿易侵權和商標淡化為由對HK和Viper提起訴訟，指控它們故意濫用商品名稱，侵犯柯爾特的專利，采取不正當競爭和欺騙性貿易。HK的上訴被法院駁回，HK只好改變他們活塞短沖程HKM4的外形設計，改名為HK416。然而，2005年2月8日，65438，緬因州的壹名聯邦地區法院法官做出了有利於大蛇的裁決(類似於FN，似乎地方保護主義又在起作用)。因為柯爾特對大蛇的訴訟相當於實際上失去了“M4”商標，法院幹脆撤銷了柯爾特的M4商標專利權。