东风四号是中国第一个两级液体中远程地地导弹。第一级以东风三号为基础稍加修改；第二级为新设计的。导弹全长29m，最大直径为2.25m，起飞质量为82t。两级推进剂均用红烟硝酸和偏二甲肼。第一级发动机地面推力为1120kN，第二级发动机真空推力为320kN。主要解决了发动机高空点火和高空性能试验技术；级间连接和高空热分离技术；长细比加大后的姿态控制技术。东风四号采用捷联式全补偿制导方案，不但有横向导引，还有纵向导引，方法误差小。为提高制导精度，采用静压气浮技术。弹头为一枚300万吨TNT当量的热核弹头。东风四号导弹的研制成功，对加强中国的战略核力量，掌握多级火箭技术，发展洲际导弹，发射人造地球卫星，开拓空间技术，都起到了十分重要的作用。
1．任务由来和方案设计
1963年，《国防科技十年规划》中提出，地地导弹第二阶段的发展途径是以发展多级火箭为中心，研制出洲际导弹。当时在进行洲际导弹进行探索时，设计人员认为，从中程导弹到洲际导弹的跨度太大，中间应有一个技术台阶，设想以中程导弹为基础研制一个两级试验型火箭作为过渡，用以解决洲际导弹必须遇到的多级火箭技术。这个型号稍加改进可以作为发射卫星用的运载火箭。这就是多级试验火箭(代号“SDF-4”)。1964年初，国防部五院一分院刘瑄、张钧等主持进行了研制中远程地地导弹的技术途径的论证，提出要通过这个型号的研制，突破多级火箭技术。围绕多级火箭的各项基础预研也随之展开。当时提出应重点解决两级导弹的连接和分离，分离过渡段的姿态控制与发动机的高空点火等技术。1964年秋，中央专委、总参谋部明确提出，要尽快研制出一个远程战略导弹，以适应国际形势突变的需要。这样，该项计划就由研制多级试验火箭演变成研制一种新型的中远程战略导弹。
国防部五院一分院对研制这种导弹应采取的技术途径做了深入研究。1964年底，提出了两种方案：第一方案是先研制一个以中程导弹为基础，稍加修改作为第一级，再用中程导弹单管发动机作动力装置设计新的第二级，组成一个两级导弹；第二方案是直接发展远程和洲际导弹，即设计一种大直径的两级导弹，装上不同重量的弹头，兼顾远程和洲际两种射程。当年12月初，一分院副院长屠守锷在向五院汇报时指出，该分院倾向于第一方案，认为这一方案关键技术不多，可以充分利用中程导弹的成果和工艺装备，能够加快研制进度，实现尽早研制成功远程导弹和实现发射人造卫星的目标。
1965年2月3至4日，中央专委第十次会议确定，由国防部五院(已组建成为第七机械工业部)对中远程导弹组织论证，并提交报告。为此，一分院(已改称七机部第一研究院)发动群众对地地导弹发展途径开展大讨论。这次大讨论从2月18日开始，到3月7日结束，历时18天。周恩来总理还委派国防工办副主任赵尔陆参加讨论会。这个讨论会听取了各方面意见，不但提出了未来若干年的发展规划，而且还就一些导弹型号的技术途径进行了论证。当时，各方面都认为应当研制一个中远程的试验火箭，但是否单独作为一个型号，尚有争议。在对这个火箭的技术途径上，提出了控制系统采用位置捷联制导方案，惯性仪表采用气浮技术，计算装置用数字式方案，姿态系统用速率陀螺、燃气舵，采用自动化测试方案等。
1965年3月8-9日，七机部一院党委常委会确定，中远程导弹作为一个独立型号列入研制规划。理由是：第一，在技术上可以为洲际导弹突破两级火箭的技术；第二，在军事使用上可以覆盖中程导弹和洲际导弹之间的区域，它还可以稍加改进用于发射人造卫星；第三，在时间上可以比洲际导弹快两年时间。
1965年3月11日，一院党委上报了《地地导弹发展规划》(即“八年四弹”规划)，其中规定东风四号中远程导弹采用两级布局，用东风三号中程导弹作为第一级，二级用单管发动机加高空喷管。技术关键是：两级火箭的级间分离，第二级火箭发动机的高空点火，提高陀螺仪和陀螺加速度表的精度，同时提出了东风四号的射程、精度等战术技术指标。“八年四弹”规划对1965-1972年间战略导弹的发展规划进行了系统的研究和规划，从两弹结合到中远程导弹，最后到洲际导弹，都做了明确的规定。该规划既考虑了国防建设的需要，又考虑了中国火箭和航天技术的长远发展；既考虑了技术上的可行性，又考虑了经济的承受能力，是一个科学、可行的计划。
1965年3月20日，中央专委第十一次会议原则批准了这个规划，要求中远程导弹于1969年开始飞行试验，1971年定型。1965年5月，中央专委批准了中远程地地导弹的研制任务。七机部确定由任新民主持这项研制工作，从此，东风四号作为一个独立的导弹型号正式开始研制。
1965年4月27日，为研制东风四号中远程导弹，一院提出两级火箭分离技术、弹头防热技术、第二级发动机、发动机高空点火、高精度惯性器件、自动化测试、数字装置、大型试验设备等作为重点研究项目。该院总体设计部在当月就发动机的性能指标提出了要求，液体火箭发动机研究所据此开展了图纸设计，尔后陆续下发图纸开始试制。在总体方面，一院党委在6月中旬决定，立即组织中远程导弹研制队伍，下半年要完成方案设计。同时，还提出了型号的研制进度。
1965年7月15日，东风四号主任设计师第一次会议在第一研究院召开。会议讨论了导弹的研制途径，提出研制工作分两步走：第一步，充分利用东风三号中程导弹的技术成果，争取1967年二季度飞行试验，对精度不做更高的要求，目的在于解决两级火箭的关键技术；第二步是提高精度和解决与地面设备的配套问题。7月28日该院办公会通过了此项建设。到当年底，东风四号研制工作进展情况良好。已确定方案的有两级分离、二级弹体结构、二级执行机构、制导系统、稳定系统、地面测试设备、高空发动机输送系统、一级燃气舵等。待定方案有瞄淮、推力调节、头部分离、发射方式等。
