Walki pułku w kampanii wrześniowej left|thumb Pułk był jednostką mobilizującą. Zgodnie z poprawioną wersją planu mobilizacyjnego „W” dowódca pułku był odpowiedzialny za przygotowanie i przeprowadzenie całości mobilizacji jednostek wpisanych na jego tabelę. W mobilizacji alarmowej, w grupie jednostek oznaczonych kolorem zielonym pułk otrzymywał wzmocnienie w sile do 20 oficerów rezerwy, 500 szeregowych rezerwy i 120 koni oraz mobilizował własne pododdziały według organizacji wojennej, a także kompanię kolarzy nr 55 i kolumnę taborową parokonną nr 511 dla macierzystej dywizji. Ponadto w grupie jednostek oznaczonych kolorem żółtym mobilizował dwa baony piechoty typ specjalny nr 54 i 58. Zawiązkiem pierwszego z nich był batalion ON „Cieszyn I”, natomiast drugiego – batalion ON „Cieszyn II”. Dowódca 4 psp był także odpowiedzialny za przygotowanie mobilizacji materiałowej kompanii łączności 21 DP. 23 sierpnia 1939 zarządzona została mobilizacja wszystkich jednostek kolorowych na obszarze Okręgu Korpusu Nr V. Godzinę „A” wyznaczono na godz. 6.00 następnego dnia.
W 1939 w czasie kampanii wrześniowej walczył w składzie 21 Dywizji Piechoty Górskiej.