Разработан под руководством Джеффри де Хэвиленда как легкий бомбардировщик под двигатель BHP. Полет первого прототипа состоялся в 1916 году, но на тот момент в связи с недоведенностью двигателя BHP конструкция самолета была адаптирована под двигатель Rolls Royce Eagle. Заказ на первые 50 серийных машин под двигатель Eagle III (250л.с.) был размещен уже в конце 1916 года.
В основном самолет был классической цельнодеревянной бипланной конструкции, но с одним заметным недостатком - кабины экипажа были достаточно далеко расположены друг от друга, что осложняло коммуникацию между летчиком и наблюдателем в бою. Вооружение самолета состояло из курсового синхронизированного пулемета Виккерс и одного или двух пулеметами Льюис на хвостовой турельной установке. Самолет мог нести до 460-ти фунтов бомб на внешней подвеске под крыльями или на центральной точке под фюзеляжем. В связи с недостатком с поставками двигателей Rolls Royce самолет также мог быть оснащен двигателями BHP (230л.с.), RAF3A (200л.с.), Siddeley Puma (230л.с.) и 260л.с. Fiat, но варианты с альтернативными двигателями были заметно хуже машин оснащенных "родным" Rolls Royce.
Первыми на фронте в марте 1917 года D.H.4 получила 55-ая эскадрилья, которая стала первой эскадрилией Королевского Воздушного Корпуса полностью оснащенной данным типом самолета. До конца 1917 года еще 6 эскадрилий были перевооружены на D.H.4. Так же самолет использовался и в Военно Морском Воздушном корпусе как патрульный и противолодочный самолет. Простой и приятный в управлении, этот самолёт экипажи полюбили за его скорость и маневренность. Благодаря своей высокой скорости и хорошей высотности D.H.4 часто использовались без истребительного сопровождения во время бомбардировочных рейдов в тыл врага.
В основном самолет использовался как легкий бомбардировщик, но так же мог быть оборудован радио и фото оборудованием, для ведения артиллерийской корректировки и разведовательных миссий. Самолеты производились на различных предприятиях Великобритании, таких как Airco, F.W. Berwick and Co, Glendower Aircraft Company, Palladium Autocars, Vulcan Motor and Engineering и Westland Aircraft Works. Всего до окончания Первой Мировой Войны успели построить в общей сложности 1449 машин.
