W dniu 24 sierpnia 1939 w ramach mobilizacji alarmowej w grupie "brązowej" została zmobilizowana kompania km plot. typ B nr 118. Natomiast w grupie "żółtej" zmobilizowany został pułk w składzie etatowym, brygadowy szwadron kolarzy nr 1, pluton sanitarny konny typ I nr 81, dwie kolumny taborowe kawaleryjskie typ II nr 145 i nr 146. W I rzucie mobilizacji powszechnej zmobilizowano własny szwadron marszowy (nr 3 Mazowieckiej BK) i uzupełnienie marszowe szwadronu kolarzy. Po zmobilizowaniu swoich pododdziałów 4 psk opuścił Płock i zajął okoliczne wsie dowództwo kwaterowało w miejscowości Gulczewo. Od 25 sierpnia pułk został podporządkowany dowódcy Nowogrodzkiej Brygady Kawalerii gen. bryg. Władysławowi Andersowi.
4 psk w kampanii wrześniowej
Działania bojowe Walki na granicy Kampanię 1939 pułk odbył w ramach Nowogródzkiej Brygady Kawalerii. 26 sierpnia 1939 pułk przemaszerował do Rościszewa, pozostawiając w Płocku czasowo wzmocniony 4 szwadron, do czasu zluzowania przez batalion ON. 3 szwadron przesunięto do Bieżunia. 29 sierpnia 4 psk został dyslokowany do Lubowidza, który osiągnął 30 sierpnia, stanowił odwód Nowogródzkiej BK. 1 września 1939 pułk skoncentrował się w lasach na południe od Lubowidza.