Am 21.09.2014 um 05:52 UTC startete von Cape Canaveral mit einer Falcon 9 v1.1 die vierte reguläre Versorgungsmission der ISS durch ein SpaceX Dragon Frachtraumschiff. Der Start war im Frühjahr 2014 noch für Anfang August geplant gewesen. Doch im Laufe der nächsten Monate gab es immer wieder Anpassungen des ISS Flugplans, was den Starttermin schließlich auf die zweite Septemberhälfte rutschen ließ. SpaceX erlaubte das, zwischenzeitlich zwei auch schon deutlich verspätete kommerzielle Missionen für Asiasat zu fliegen. Neben den üblichen Versorgungsgütern transportierte die Dragon CRS-​4  diesmal im „Trunk“, also dem nicht druckbeaufschlagten Adapter zwischen Servicemodul und Raketenzweitstufe, das RapidScat (Rapid Scatterometer) Experiment. Erstmals beförderte eine Dragon Kapsel zudem 20 Säugetiere (Mäuse) für ein Experiment zur Raumfahrtmedizin. Diese flogen in einem Spezialbehälter — im Inneren der Druckkabine. Dort war auch der kleine Satellit SpinSat verstaut. Auf einen Landeversuch der Raketenerststufe (mit Landebeinen) wollte man diesmal hingegen verzichten, plante aber wenigstens einen gesteuerten Abstieg. Der angestrebte Starttermin 19.09.2014 konnte nicht ganz gehalten werden. Immerhin fand der „Hot Fire“ Triebwerkstest planmäßig am 17.09.2014 statt. Am 20.09.2014 ließen die Wetterbedingungen in Florida einen Start nicht zu. Doch am nächsten Tag, exakt zwei Wochen nach dem vorangegangenen Falcon 9 Start, hob die Rakete ohne Probleme pünktlich ab. Die weitere Mission lief ebenso routiniert ab und erlebte mit dem Einfangen der Dragon durch den Manipulatorarm der Raumstation und dem Berthing am 23.09.2014 um 13:21 UTC am „Harmony“ Modul ihren nächsten Höhepunkt. Während die ISS Besatzung noch mit dem Entladen der Fracht der Dragon beschäftigt war, aktivierten die Experten im Kontrollzentrum von Houston den Special Purpose Dexterous Manipulator (SPDM) und begannen am 29.09.2014 mit seiner Hilfe das RapidScat Experiment aus dem Trunk zu entnehmen und an den Montageplatz am „Columbus“ Modul zu transferieren. Am 01.10.2014 konnte das Instrument bereits aktiviert werden. RapidScat war aus dem Ingenieurmodell des SeaWinds Instruments für den QuikScat Satelliten entstanden. Der 1999 gestartete QuikScat Satellit hatte zehn Jahre lang äußerst wertvolle meteorologische Daten zu den Windverhältnissen über den Ozeanen geliefert. Dann beendete ein mechanischer Fehler die Mission. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA schlug mit der Umrüstung des SeaWinds Ingenieurmodells eine vergleichsweise schnelle und kostengünstige Lösung vor zur Fortführung der Messungen. Allerdings machten die Platzverhältnisse im Dragon Trunk und am Montageort auf der ISS eine Reduzierung des Antennendurchmessers von 1 m auf 0,75 m erforderlich. Die niedrigere Bahnhöhe der Raumstation kompensierte das immerhin teilweise. Auch SpinSat war aus Teilen eines anderen Satellitprojekts entstanden. Bei dem kugelförmigen Special Purpose Inexpensive Satellite handelte es sich um eine Zelle aus dem ANDE 2 (Atmospheric Neutral Density Experiment) von 2009. Der mit Laserreflektoren bestückte Satellit sollte die Studien zur Atmosphärendichte aus dem ANDE und ANDE 2 Programm fortsetzen. Daneben trug er aber auch eine store-​and-​forward Amateurfunknutzlast und ein innovatives System aus Mikrotriebwerken. Dieser Typ wurde als Electronically-​controlled Solid Propellant (ESP) Triebwerk bezeichnet. Nur weil eine ungeplante Triebwerksaktivierung beim ESP Prinzip faktisch ausgeschlossen war, hatte die NASA die Erlaubnis gegeben, den Satelliten überhaupt an Bord der Station zu bringen. Das CRS-​4  / SpX-​4  Raumschiff blieb bis zum 25.10.2014 um 11:59 UTC (lt. anderen Quellen 12:02 UTC) angekoppelt. Nach dem Freisetzen durch den Manipulatorarm um 13:56 UTC wurde dann die Rückkehr zur Erde eingeleitet. Und am 25.10.2014 um 19:39 UTC wasserte die Kapsel vor der Südküste Kaliforniens im Pazifik.