W latach 1926–1930 nastąpiła rozbudowa garnizonu lotniczego w Toruniu będącego główną siedzibą pułku, aż do 1939.
Wiosną 1929 pułk został włączony w skład 2 Grupy Aeronautycznej. Dwa lata później, po likwidacji 2 Grupy Aeronautycznej, pułk został podporządkowany dowódcy 1 Grupy Aeronautycznej. Z dniem 1 stycznia 1936 pułk został włączony do składu 3 Grupy Aeronautycznej, która w tym samym roku została przemianowana na 3 Grupę Lotniczą. W składzie 3 Grupy Lotniczej pozostał do 1939.
Wiosną 1939 Sztab Lotniczy, w oparciu o wytyczne gen. bryg. Józefa Zająca, zmodyfikował założenia planu rozbudowy lotnictwa wojskowego, zatwierdzonego w 1937 przez Komitet do Spraw Uzbrojenia i Sprzętu. Zgodnie z nowymi założeniami organizacja 4 pułku lotniczego w dniu 1 kwietnia 1942 miała wyglądać następująco: jedna eskadra rozpoznawcza a. 10 samolotów PZL-46 „Sum”, jeden dywizjon obserwacyjny a. dwie eskadry – 21 samolotów LWS-3 „Mewa”, jeden dywizjon myśliwski a.