Von der ESA in Auftrag gegebene Studien zeigten bereits Anfang der 1980^er Jahre, daß die Nutzlastkapazität der zu diesem Zeitpunkt noch in der Erprobung befindlichen Ariane 1 bald den Erfordernissen des entstehenden kommerziellen Satellitenmarktes nicht mehr genügen würde. Am 15.10.1981 beschloß das französische Kabinett daher die Weiterentwicklung bis zur Ariane 4 und am 08.04.1982 stimmte dem auch die Ratsversammlung der ESA zu. Zunächst wurden die bereits beschlossenen Versionen Ariane 2 und Ariane 3 realisiert. Deren Weiterentwicklung, die Ariane 4, umfaßte eine ganze Familie von sechs Versionen. Die Basis bildete die Ariane 40, praktisch eine Ariane 2 mit verlängerter Erststufe und größerer Nutzlastverkleidung. Dazu kamen die Ariane 42P mit zwei Feststoffboostern, vergleichbar der Ariane 3, die Ariane 44P mit vier Feststoffboostern, die Ariane 42 L mit zwei Flüssigkeitsboostern, die Ariane 42LP mit einem Mix aus je zwei Feststoff– und zwei Flüssigkeitsboostern und schließlich die Ariane 44 L mit vier Flüssigkeitsboostern. Die Feststoffbooster PAP wurden von der italienischen Firma BPD auf der Basis der bei der Ariane 3 eingesetzten Version PAA entwickelt und unterschieden sich hauptsächlich durch den größeren Vorrat an Treibstoff Flexadine CTPB 16 – 13 . Dagegen waren die Flüssigkeits-​Zusatztriebwerke PAL eine Neuentwicklung der deutschen MBB-​ERNO auf der Basis des Erststufenantriebes Viking V. Mit einer geänderten Düsengeometrie entstand daraus das Viking VI für die Booster. Die Zweitstufe L33 bzw. L34 wurde nahezu unverändert von der Ariane 2/3 übernommen, ebenso die Drittstufe H10. Diese wurde jedoch in der Folge mehrfach modifiziert, was zu den leistungsfähigeren Modellen H10+ und H10-​III führte. Insgesamt erfolgten in den mehr als 10 Jahren Einsatzzeit der Ariane 4 eine Reihe von Modifikationen, so daß die angegebenen technischen Daten bei den verschiedenen Missionen mehr oder weniger stark abweichen. Ursprünglich war der Erstflug der Ariane 4 in der Version Ariane 44LP bereits für Anfang 1987 geplant gewesen, der Fehlstart einer Ariane 2 im Mai 1986 führte jedoch zu einer mehr als 16-​monatigen Zwangspause des gesamten Programms. Der Jungfernflug fand daher erst am 15.06.1988 statt. Noch vor Ende des Jahrtausends war die Ablösung der Ariane 4 durch die Neuentwicklung Ariane 5 geplant. Doch auch diese verzögerte sich zunehmend und so fand der letzte Start einer Ariane 4 erst 2003 statt.