18 sierpnia powrócił do Polski przez Lipawę, Gdańsk i wziął udział w drugiej fazie bitwy nad Niemnem.
W kampanii wrześniowej pułk walczył w składzie Armii „Pomorze” w Pomorskiej Brygadzie Kawalerii. Najsłynniejsza szarża – 1 września 1939 bitwa pod Krojantami koło Chojnic. 4 września pułk został rozbity i przestał istnieć jako samodzielna jednostka. Żołnierze pułku walczyli w bitwie nad Bzurą, a jedynie nieliczni przebili się do walczącej Warszawy.
W okresie międzywojennym oddział stacjonował w garnizonie Toruń i Grudziądz (od września 1923)
Formowanie pułku Rozkazem dowódcy Wojska Wielkopolskiego gen. Józefa Dowbor-Muśnickiego, w kwietniu 1919, rozpoczęto organizować w Poznaniu jednostki kawalerii. Na podstawie rozkazu nr 201 Dowództwa Głównego Siły Zbrojnej Polskiej byłego zaboru pruskiego z 24 lipca 1919 roku przystąpiono do organizacji 5 pułku Ułanów Wielkopolskich. 30 lipca 1919 roku sprostowano nazwę oddziału na „4 pułk Ułanów Wielkopolskich”, a 2 sierpnia jednostka otrzymała nazwę wyróżniającą „Nadwiślański”. Dowódcą pułku został ppłk August Brochwitz-Donimirski, były oficer armii niemieckiej, a rozkazem Dowództwa Głównego nr 205 na zalążki wydzielono oficerów: rtm. Stanisława Ossowskiego, por. Kazimierza Prandota-Trzcińskiego, ppor. Władysława Buszkę i ppor. Klemensa Zielińskiego.