1 września 1939 prowadził ciężkie walki w rejonie Cieszyna i Bielska. W dniu 3 września toczy walki w rejonie Kalwarii Zebrzydowskiej. W dniu 6 września odpierał atak niemieckich czołgów pod Grodkowicami a częścią sił bronił Bochni.
Od 8 września w odwrocie na linię Sanu, gdzie w dniach 10–11 września bronił linii tej rzeki w rejonie Leżajska i Krzeszowa. Następnie wycofuje się w kierunku południowo-wschodnim. W dniu 15 września walczył pod Duchowem, a następnego dnia został częściowo rozbity po ciężkich walkach w rejonie Dzikowa Nowego. Część żołnierzy pułku dostało się do niewoli, pozostali pododdziałami weszli w skład innych jednostek walczących na tym terenie. Dzień 16 września 1939 był ostatnim dniem istnienia 4 pułku Strzelców Podhalańskich.
22 września 1939 r. od 73 do 100 wziętych do niewoli żołnierzy pułku zostało zamordowanych przez Niemców i ukraińskich nacjonalistów we wsi Urycz (dawne woj. lwowskie). Jeńców spalono żywcem w stodole.
Pułk został odznaczony za kampanię 1939 orderem Virtuti MilitariZarządzenie gen. W Andersa z 11 listopada 1966 r. Instytut Polski i Muzeum im. gen Sikorskiego w Londynie, sygn. A XII 77..
Mapy walk pułku
Strzelcy podhalańscy