М4А2 — М4 с дизелем GMC 6046 G71 мощностью 375 л.с. У машин поздних выпусков угол наклона верхнего лобового листа корпуса увеличен до 56°, введен овальный люк заряжающего. Изготовлено 8053 единицы.
М4А2 (76)W — М4А2 с башней Т23, Командирская башенка, одностворчатый овальный люк заряжающего, пушка М1А1 или М1А2, «мокрая» боеукладка. Боевая масса 33,323 т. Толщина брони 12,7 — 108 мм. У танков поздних выпусков — подвеска типа HVSS. Изготовлено 2915 единиц.
М4АЗ — М4 с карбюраторным двигателем Ford GAA V8 мощностью 450 л.с. Изготовлено 1690 единиц.
М4АЗ (75)W — М4АЗ с «мокрой» боеукладкой на 104 выстрела. Угол наклона лобовой брони корпуса — 56°. Командирская башенка и овальный люк заряжающего. Изготовлено 3071 единица.
М4АЗ (76) W— башня Т23. Часть танков имела двустворчатый люк заряжающего. У машин поздних выпусков — подвеска типа HVSS. Боевая масса 33,687 т. Изготовлено 4542 единицы.
М4АЗ (105) — 105-мм гаубица М4. Часть танков с подвеской HVSS. Изготовлено 3039 единиц.
М4АЗЕ2 — штурмовой танк (Assault Tank). Башня Т23. Пушка — М3 калибра 75 мм. Боекомплект 104 выстрела в «мокрой» боеукладке. Толщина брони: 12,7 — 140 мм, маска пушки — 177,8 мм. Боевая масса 38,136 т. Изготовлено 254 единицы.
М4А4 —двигатель Chrysler А57 Multibank мощностью 370 л.с. Трансмиссия и ходовая часть аналогичны среднему танку M3А4. Боевая масса 31,644 т. Габариты 6058x2616x2743 мм. Толщина брони 12,7— 76,2 мм. Изготовлено 7499 единиц.
М4А6 — дизельный двигатель Caterpillar RD-1820 мощностью 450 л. с. Трансмиссия и ходовая часть — как у М4А4. Корпус *— сварной, с литой лобовой частью (Composite Hull). Боевая масса 31,780 т. Изготовлено 75 единиц.
Боевое крещение «шерманы» (как, впрочем, и многие другие американские танки) получили в составе 8-й английской армии, воевавшей в Северной Африке, Накануне сражения под Эль-Аламейном в октябре 1942 года туда прибыло около 300 танков М4А1.
Первым же соединением армии США, получившим танки М4А1 и М4, стала 2-я танковая дивизия, а первой боевой операцией с участием новых танков — высадка американских войск в Северной Африке. 2 декабря 1942 года состоялся и боевой дебют — рота «шерманов» 66-го танкового полка атаковала противотанковую оборону противника. В боевых действиях по разгрому итапо-германских войск в Тунисе приняли участие 1 -я и 2-я американские танковые дивизии, понеся при этом значительные потери. Так, 1-й танковый полк 1-й танковой дивизии, отражая немецкий контрудар, потерял 44 танка, 15 из которых уничтожили «тигры» 501-го тяжелого танкового батальона. Контратака американцев 15 февраля 1943 года стоила им еще 40 М4А1, при этом немцы потеряли 19 Pz.IV. По мере приобретения американскими танкистами боевого опыта «шерманы» могли на равных сражаться с немецкими средними танками.
В танковой дивизии армии США образца 1943 года полагалось иметь 158 «шерманов», Этими танками перевооружались также отдельные танковые батальоны и многие батальоны легких танков.
В высадке союзных войск в Сицилии — операции «Хаски» — принимали участие 2-я танковая дивизия и 753-й батальон средних танков армии США, вооруженные «шерманами». Вслед за ними в Анцио на Апеннинский полуостров высадились М4А1 1-й танковой дивизии.
Десантная операция и бои в Италии стали прелюдией к высадке в Нормандии. Участвовавшие в ней американские части были вооружены в основном танками М4 и М4А1 с 75-мм пушками М3, которые не пробивали лобовую броню «пантер» и «тигров». 75-мм длинноствольные пушки танков Pz.IV оказались мощнее американских и могли поражать союзные танки на недоступных для них дистанциях. Эту ситуацию удалось несколько выправить только после поступления в войска в больших количествах «шерманов», вооруженных 76- мм пушками, и активным введением в боекомплект танков подкалиберных снарядов. В войсках стремились улучшить и пассивную защиту боевых машин, в первую очередь от «фаустников», обвешивая «шерманы» гирляндами гусеничных траков и наваривая на их борта рамочные конструкции, заполнявшиеся мешочками с песком. В таком виде «шерманы» форсировали Рейн и в апреле 1945 года встретились с советскими войсками на Эльбе. Следует подчеркнуть, что 15 из 16 сформированных в годы второй мировой войны американских танковых дивизий и 39 из 65 отдельных танковых батальонов приняли участие в боевых действиях на Европейском континенте.
На Тихоокеанском театре, в силу его специфичности, танков участвовало значительно меньше. С 1943 года в состав танковых батальонов морской пехоты стала включаться рота танков М4А2. Дизельные «шерманы» были выбраны морской пехотой по причине использования десантно-высадочными силами дизтоплива, что облегчало снабжение танков горючим. К моменту высадки на Сайпане 15 июня 1944 года танковые батальоны морской пехоты вновь реорганизовали. Теперь они включали а себя 46 танков М4А2, легкие же боевые машины из них изъяли. На Иводзиму в феврале 1945 года батальоны высаживались, имея в своем составе 67 «шерманов».