V roce 1943 bylo pro Luftwaffe těžké zmírnit rostoucí tempo operací americké 8. letecké armády. Ačkoli němečtí piloti stále dokázali vážné poškodit americké bombardéry, tak bojová hodnota jejich letadel klesala s tím jak velká byla palebná síla bombardérů. Nastalo proto masivní rozvojové úsilí vybavit německá letadla mnohem silnějšími zbraněmi.
Na střele X-4 začal pracovat v červnu 1943 Dr. Max Kramer u firmy Ruhrstahl. Měl nápad postavit raketu s relativně velkým doletem, aby toto umožnilo pilotovi ji odpálit v bezpečí mimo dostřel zbraní nepřátelských bombardérů.
X-4 měla být vybavena motorem BMW 109-448, který by dokázal raketu pohánět rychlostí přes 1152 km a který by vydržel let dlouhý 4 km (ačkoli 1,5 km až 3,5 km bylo více typické) – kvůli dostřelu obranných zbraní amerických bombardéru.
Raketa byla stabilizována tím, že za letu otáčela (asi 60 otáček za minutu). Řídící signály byly posílány k raketě přes dva dráty, které byly natočeny na cívkách na těle rakety a řídily směr letu pomocí křidélek na ocasu.
Gyroskop držel dráhu “nahoru”, zatímco džoistikem v letadle pilot korigoval směr letu.
Jelikož bylo obtížné, aby pilot v závěrečné fázi letu raketu navedl přesně na cíl. Tak z tohoto důvodu raketa nesla přibližovací mechanismus známý jako Kranich, akustický systém, který byl naladěn na zvuk bombardéru B-17, na jeho motory.
Na začátku roku 1945 byla schopna firma Ruhrstahl produkovat přes stovky koster střel X-4, ovšem čekalo se na motory, které produkovala firma BMW, ta však byla bombardována. Je možné, že některé X-4 byly testovány a použity v prvních týdnech před kapitulací Německa, avšak Luftwaffe to nebylo doporučeno.
