12月7日（ハワイ時間）に日本海軍がハワイ・オアフ島のパールハーバー（真珠湾）を奇襲攻撃し、太平洋戦争が勃発した1941年にLVT1（Landing Vehicle Tracked 1：装軌式上陸用車両1号）を採用後、他国には見られない上陸作戦用の装軌式水陸両用車両を装備したアメリカ軍はLVT1の装備化後、運用経験から改良すべき箇所があることを認識した。

それは何よりも車内レイアウトの問題で、LVT1では車体前部に操縦室、車体中央部に貨物・兵員室、車体後部に機関室を配していたが、操縦室と機関室に挟まれた貨物・兵員室は、海上で輸送船から貨物や兵員を載せ替えることに不便は無かったものの、上陸後に貨物や兵員を車体側面部から降ろさなければならず、不便極まりなかった。

特に、重い装具を身に着けた上陸作戦に従事する兵士が、高い側面部をもたもた降りなければならないことは、不便どころか戦場では大変に危険であることが明白だった。
こうしたことから、早くからLVT1の設計を根本的に見直す必要性を唱えていたイリノイ州シカゴのボーグ・ワーナー社（ローブリング親子がアリゲイターを軍用化する際に協力した企業で、自動車用の歯車部品メーカー）はアメリカ海軍からの指示を受け、1942年8月には最初の試作LVTを完成させた。

しかし、他にも海軍からの様々な改修についての注文に対応したり、自社のオリジナルな設計要素を意欲的に持ち込んだため、実用化するまでに時間を要した。
これが後に、「LVT3」（Landing Vehicle Tracked 3：装軌式上陸用車両3号）として制式採用されるのであるが、ボーグ・ワーナー社が開発にもたついている間に、LVT1と引き続くLVT2の開発・生産を行ってきたペンシルヴェニア州フィラデルフィアのFMC社（Food Machinery Corporation：食品・機械企業）も、新型LVTの開発に着手した。

FMC社が新型LVTの設計に着手したのは1943年7月10日と、ボーグ・ワーナー社がLVT3の最初の試作車を完成させてから11カ月も遅かったが、これは1943年末までに「LVT4」（Landing Vehicle Tracked 4：装軌式上陸用車両4号）として制式採用され、量産に入るという短期間での開発に成功した。
一方、ボーグ・ワーナー社のLVT3が制式採用されて量産に入ったのは1944年3月と遅かったため、LVT4の総生産数が8,351両に達したのに対し、LVT3は2,964両の生産に留まった。

FMC社はLVT4の開発期間を短縮するために、前作LVT2の基本設計をベースに開発を進め、兵員の迅速な乗降を可能とすべく、車体後部にウィンチ開閉式のランプドアを導入するために機関室を操縦室の後方に移し、それに伴って生じる問題に焦点を当てて対策を採ることに作業努力を集中させた。
そのおかげで、ボーグ・ワーナー社のLVT3よりも先にLVT4を完成させることができたのである。

前述のように1945年までにLVTシリーズ最大の8,351両が生産されたLVT4は、大戦期LVTの決定版というべきものであったが、これらの生産数のうち1,765両がアメリカ海兵隊に引き渡された他、アメリカ陸軍は6,083両を装備し、レンドリース供与によって主にイギリス連邦軍に対して503両が引き渡された（イギリス連邦軍はLVTのことを「バファロウ」（Buffalo：野牛）と呼称し、LVT2を「バファロウＩＩ」、LVT4を「バファロウIV」と区分した）。

太平洋戦域では、1944年7月のマリアナ諸島上陸作戦（サイパン島、テニアン島）に投入されたが、これがLVT4の初陣であった。
その後ヨーロッパ戦線にも投入され、イタリアのポー川流域での戦闘やライン渡河作戦で使われた。

戦後は中国の国民党軍に供与されて国共内戦で使われた他（この時、中国人民解放軍に相当数が鹵獲され、その後に運用されたという）、1950年11月以降にインドシナ半島でホーチミン率いるベトミン軍との戦いに入ったフランス軍にも供与されて使われた。
その他に、フランス軍の水陸両用強襲大隊が装備したLVT4は、1956〜57年の第2次中東戦争（スエズ動乱）にも実戦投入された。

前述のように、LVT4は開発期間の短縮を図ってLVT2の基本設計を流用して開発されたため、基本的にLVT2の車体デザインを踏襲していた。
そのため、両者は前方から見た外観が極めてよく似ていて区別し難い（そのため、LVT4の通称はLVT2と同じく「ウォーター・バファロウ」（Water Buffalo：水牛）が引き続き用いられた）。

両者の目立つ相違点は、LVT4は機関室を操縦室の後方に移し車体後部を延長してランプドアを設けたこと、舷側を操縦室上部構造と同じ高さまで立ち上げて、LVT2よりも高い波高状況でも支障無く水上航行できるようにしたこと、立ち上げた舷側内にランプドア開閉用のウィンチ・ワイアーを通したこと等である。
特に、LVT4の改良コンセプトの第一だった後部ランプドアの設置と機関室の移設は、LVT2以前のLVTに比べて画期的に運用機能を向上させることとなった。

貨物・兵員室の容積がLVT2の364フィート³（110.9m³）に対して541.3フィート³（165m³）に拡張されると共に、床面より上の前後に通されていたエンジン推進軸が無くなったため、貨物の積み込み量・搭載兵員数が増える（貨物で8,000ポンド（3,629kg）、兵員で30名/LVT2のそれは6,500ポンド（2,948kg）、24名）と共に、後部ランプドアのおかげでジープすら自走搭載できるようになり、牽引型105mm榴弾砲も搭載可能となった（基本的に搭載しての射撃は不可）。

105mm榴弾砲を載せて上陸作戦に従事できるということは、第一線の上陸部隊に速やかに支援砲を引き渡せることとなり、上陸部隊の戦闘力を相当に強化することが可能になった。
サイパン島やテニアン島に対する上陸作戦ではLVT4は75mm軽榴弾砲を搭載し、上陸部隊の火力向上に貢献している。

なお車体両側のスポンソン後部には、機関室を前方に移したことにより生じた水上航行時の重量アンバランスを調整するため、船舶と同様の注水バラストが設置されていた。
LVT4のパワープラントはLVT2と同様で、アラバマ州モービルのコンティネンタル航空発動機製のW-670-9A 星型7気筒空冷ガソリン・エンジン（出力262hp）と、オハイオ州モーミーのハーディ・スパイサー社製の機械式変速・操向機（シンクロメッシュ式、前進5段/後進1段）を組み合わせていた。

LVT4は、LVT2に比べて戦闘重量が5,500ポンド（2.495t）増加したため出力/重量比が低下し、路上最大速度がLVT2の20マイル（32.19km）/hから15マイル（24.14km）/hに低下してしまった。
ただし改良によって水上航行時の安定性が向上したため、浮航最大速度は7マイル（11.27km）/hとあまり変化していない。

LVT4の武装はLVT2より強化されており、ユタ州オグデンのブラウニング火器製作所製の12.7mm重機関銃M2を前方に向けて2挺、貨物・兵員室の両側面に同社製の7.62mm機関銃M1919A4を各1挺ずつ装備するのが標準であった。
なおこれらの機関銃には、射手を防護するため現地改造で防盾が取り付けられているケースが多い。

LVT4もLVT2と同じく初期の生産車は非装甲で、操縦室上部構造の前面に開閉式の視察窓が2つ、両側面にも小さな視察窓が設けられていたが、中期以降の生産車では視察窓は全て塞がれ、代わりに開閉式の装甲クラッペが上部構造の前面に2基、両側面に1基ずつ設けられた。
また上部構造の上面に2枚の装甲ハッチが新設され、ハッチ上にはペリスコープが1基ずつ備えられた。

後部ランプドアには0.25インチ（6.35mm）厚の増加装甲板が取り付けられた他、操縦室上部構造や車体の前・側面に強襲作戦時に取り付ける増加装甲板キット（厚さ0.25インチ〜0.5インチ（12.7mm））が用意された。
なお、一部のLVT4はLVT(A)2と同様の操縦室上部構造を備えており、前面左側に開閉式装甲カバーを備えた視察窓が残された代わりに、装甲クラッペ類は全く備えていなかった。