Первые несколько Pz.Kpfw.IV «нулевой» серии были изготовлены в 1936—1937 на заводе «Крупп» в Эссене. Серийный же выпуск первой серии, 1.Serie/B.W., был начат в октябре 1937 года на заводе «Крупп-Грузон» в Магдебурге. Всего по март 1938 года было выпущено 35 танков этой модификации, обозначавшейся как Panzerkampfwagen IV Ausführung A (Ausf.A — «модель А»). По единой системе обозначений германской бронетехники танк получил индекс Sd.Kfz.161. Танки Ausf.A во многом всё ещё являлись предсерийными машинами и несли противопульное бронирование, не превышавшее 15—20 мм и слабо защищённые приборы наблюдения, особенно в командирской башенке. Вместе с тем, на Ausf.A уже были определены основные конструктивные особенности Pz.Kpfw.IV, и хотя в дальнейшем танк многократно подвергался модернизации, изменения в основном сводились к установке более мощного бронирования и вооружения, либо к непринципиальной переделке отдельных узлов.

Сразу после окончания производства первой серии, «Крупп» приступила к производству улучшенной — 2.Serie/B.W. или Ausf.B. Наиболее заметным внешне отличием танков этой модификации была прямая верхняя лобовая плита, без выдающейся «рубки» механика-водителя и с ликвидацией курсового пулемёта, который был заменён смотровым прибором и лючком для стрельбы из личного оружия. Улучшена была и конструкция смотровых приборов, прежде всего командирской башенки, получившей броневые заслонки, и смотрового прибора механика-водителя. По другим данным же, новая командирская башенка была введена уже в процессе производства, так что часть танков Ausf.B несла командирскую башенку старого типа. Мелкие изменения коснулись и посадочных люков и различных лючков. Лобовое бронирование на новой модификации было доведено до 30 мм. Танк получил также более мощный двигатель и новую 6-скоростную коробку передач, что позволило существенно поднять его максимальную скорость, причём его запас хода также возрос. Вместе с тем, боекомплект Ausf.B сократился до 80 выстрелов к орудию и 2700 пулемётных патронов, вместо, соответственно, 120 и 3000 на Ausf.A. «Крупп» был дан заказ на производство 45 танков Ausf.B, но из-за нехватки комплектующих, реально с апреля по сентябрь 1938 года было произведено только 42 машины этой модификации.

Первой сравнительно массовой модификацией стала 3.Serie/B.W. или Ausf.C. По сравнению с Ausf.B, изменения в ней были незначительны — внешне обе модификации различимы лишь по наличию бронированного кожуха ствола спаренного пулемёта. Остальные изменения свелись к замене двигателя HL 120TR на HL 120TRM той же мощности, а также началу установки на части танков отбойника под стволом орудия, для отгибания расположенной на корпусе антенны при повороте башни. Всего было заказано 300 танков этой модификации, но уже в марте 1938 года заказ был сокращён до 140 единиц, в результате чего с сентября 1938 года по август 1939 года было произведено, по разным данным, 140, либо же 134 танка, тогда как 6 шасси были переданы для переделки в мостоукладчики.

Машины следующей модификации, Ausf.D, выпускались двумя сериями — 4.Serie/B.W. и 5.Serie/B.W. Наиболее заметным внешним изменением стал возврат к ломаной верхней лобовой плите корпуса и курсовому пулемёту, который получил усиленную защиту. Внутренняя маска орудия, которая оказалась уязвимой для брызг свинца при пулевых попаданиях, была заменена внешней. Толщина бортовой и кормовой брони корпуса и башни была доведена до 20 мм. В январе 1938 года «Крупп» получила заказ на производство 200 машин 4.Serie/B.W. и 48 5.Serie/B.W., но в ходе производства, с октября 1939 по май 1941 года, как танки были закончены только 229 из них, тогда как остальные 19 были выделены для постройки специализированных вариантов. Часть танков Ausf.D позднего выпуска была выпущена в «тропическом» варианте (нем. tropen или Tp.), с дополнительными вентиляционными отверстиями в моторном отделении. Ряд источников говорит о производившемся в 1940—1941 годах в частях или при ремонте усилении брони, осуществлявшемся креплением при помощи болтов дополнительных 20-мм листов на верхние боковые и лобовые плиты танка. По другим данным, машины поздних выпусков штатно оснащались дополнительными 20-мм бортовыми и 30-мм лобовыми бронеплитами по типу Ausf.E. Несколько Ausf.D были в 1943 году перевооружены длинноствольными орудиями KwK.40 L/48, но эти переоборудованные танки использовались лишь в качестве учебных.

Появление новой модификации, 6.Serie/B.W. или Ausf.E, было вызвано прежде всего недостаточностью броневой защиты машин ранних серий, продемонстрированной ещё во время Польской кампании. На Ausf.E, толщина нижней лобовой плиты была доведена до 50 мм, кроме этого стала стандартной установка дополнительных 30-мм плит над верхней лобовой и 20-мм — над боковыми плитами, хотя на незначительной части танков ранних выпусков дополнительные 30-мм плиты не устанавливались. Броневая защита башни, вместе с тем, осталась прежней — 30 мм для лобовой плиты, 20 мм для бортовых и кормовой плит и 35 мм для маски орудия. Была введена новая командирская башенка, с толщиной вертикального бронирования от 50 до 95 мм. Был также уменьшен наклон кормовой стенки башни, теперь изготавливавшейся из цельного листа, без «наплыва» для башенки, а на машинах позднего выпуска к корме башни стал крепиться небронированный ящик для снаряжения. Помимо этого, танки Ausf.E отличались рядом менее заметных изменений — новым смотровым прибором водителя, упрощёнными ведущими и направляющими колёсами, улучшенной конструкцией различных люков и смотровых лючков и введением башенного вентилятора. Заказ на шестую серию Pz.Kpfw.IV составил 223 единицы и был выполнен в полном объёме в период с сентября 1940 по апрель 1941 года, параллельно с производством танков Ausf.D.

Экранирование дополнительной бронёй, применявшееся на предыдущих модификациях, было нерациональным и рассматривалось лишь как временное решение, что и стало причиной появления следующей модификации, 7.Serie/B.W. или Ausf.F. Вместо применения навесной брони, толщина лобовой верхней плиты корпуса, лобовой плиты башни и маски орудия была доведена до 50 мм, а толщина бортов корпуса и бортов и кормы башни — до 30 мм. Ломаная верхняя лобовая плита корпуса была вновь заменена прямой, но на этот раз с сохранением курсового пулемёта, а бортовые люки башни получили двойные створки. В связи с тем, что масса танка после внесённых изменений выросла на 21 % по сравнению с Ausf.A, для снижения удельного давления на грунт были введены более широкие гусеницы. Другие, менее заметные изменения, включали введение вентиляционных воздухозаборников в среднем лобовом листе для охлаждения тормозов, иное расположение глушителей и слегка изменённые в связи с утолщением брони смотровые приборы и установку курсового пулемёта. На модификации Ausf.F к производству Pz.Kpfw.IV впервые подключились другие фирмы, помимо «Крупп». Последняя получила первый заказ на 500 машин седьмой серии, позднее заказы на 100 и 25 единиц получили фирмы «Вомаг» и «Нибелунгенверке». Из этого количества, с апреля 1941 года по март 1942 года, до переключения производства на модификацию Ausf.F2, было выпущено 462 танка Ausf.F, 25 из которых были ещё на заводе переоборудованы в Ausf.F2.