В середине 1920-ых годов по мере роста военной авиации в мире, так же стал вопрос по борьбе с ней. Так в РККА сначала в качестве зенитного оружия стали использовать пулемет Максим и его модификации на треногах различного типа, но один пулемет Максим имел малую плотность огня, чтобы быть достаточно эффективно сбивать самолеты. В 1928 году Главное Артиллерийское управление дало задание конструкторскому бюро Тульского оружейного завода создать ЗПУ из 2-3-4 пулеметов Максим образца 1910/30 годов. Так в 1928 году для нужд ПВО началась разработка зенитного пулемета. Работы по созданию нового зенитного пулемета завершились в 1931 году. Быстрым способом создания нового зенитного пулемета стало увеличение количества пулеметов на зенитной установке. Так появилась Зенитная Пулеметная Установка М4 или просто ЗПУ М4. На вооружение была принята, как «7,62-мм счетверенная зенитная установка обр. 1931 г.».. Разработкой счетверенной зенитной установки М4 занимался коллектив под руководством знаменитого советского оружейники Токарева Н.Ф. В коллективе по созданию М4 принимали участие А.И. Панов, С.А. Прилуцкий и Г.Г. Куренков. Токарев создал зенитную установку объединив четыре пулемета Максим образца 1910/30 года. Установка имела принудительную циркуляцию воды с помощи ручного насоса, который циркулировал воду через пулеметы в емкость с водой, которая располагалась снизу. Вместо коробов на 250 патронов зенитный пулемет М4 снабдили коробами на 500 патронов для каждого пулемета, позже увеличили до 1000 патронов. Противовесами и плечевыми упорами (иногда отсутствовали). Для прицеливания использовались кольцевые прицелы. Пулемет мог вести огонь по самолетам на высотах до 1400 метров и скорости полета до 500 км/час. Часто пулемет использовали для поддержки пехоты. Позже прицел 1929 года был заменен прицелами образца 1936 и 1938 года. Для крепления к полу автомобиля или корабля ЗПУ М4 имела три лапы под кронштейны. В зимнее время использовалась специальная компрессорная жидкость состоящая из 50% глицерина и воды и 0,1% едкого натрия. Такая жидкость не замерзала даже при минус 50 градусах мороза. Компрессионная жидкость сохраняла водяное охлаждение пулемета от разрыва и закупоривания водяного охлаждения пулемета.

Так же на вооружение РККА были принят ЗПУ из трех пулеметов Максим-Токарев, а также ЗПУ из спаренный пулеметов ПА-1.
Боевой расчет ЗПУ М4 состоял из трех человек: стрелок, наводчик, обслуга.

Один из знаменитых моментов использования зенитного пулемета М4 против живой силы врага был в Брестской крепости, когда 393 отдельный дивизион ПВО сдерживал атаки немцев, пока ЗПУ установки не были уничтожены авиабомбами 1800 кг бомбами сбрасываемых с JU-88.

Зенитный пулемет успешно использовался для охраны от вражеской авиации на всех бронепоездах, кораблях, на крышах высотных зданий и т.п. Во первые годы войны зенитный-пулемет удачно справлялся с обороной неба от «незваных гостей», но примерно через полтора года стало ясно, что ЗПУ М4 стала малоэффективной. Самолеты стали более быстрыми и защищёнными, так же их живучесть возросла, в связи с этим в феврале 1943 года зенитный пулемет вывели из состава ПВО, как устаревшие и малоэффективными, но на практике ЗПУ М4 продолжали использовать до самого конца Второй Мировой Войны. Трофейные ЗПУ М4 успешно использовали немецкие и финские армии. Так финны вместо водяного охлаждения делали воздушное охлаждение, делая отверстия в кожухах стволов. Скорей всего это связано, с тем что пулеметы использовали зимой, а просто вода в системе охлаждения от холода приводила к заклиниванию пулеметов, значительно уменьшало вес установки и упрощало эксплуатацию.

В 1930-ых годах на базе пулемета Максим помимо ЗПУ М4 на вооружение были приняты ЗПУ из трех пулеметов Максима-Токарева с воздушным охлаждением и ЗПУ из двух авиационных пулеметов ПА-1.

На смену счетверенному пулемету Максим пришли более мощные пулеметы и зенитные пушки, как ДШК и КПВТ. За время войны по некоторым данным было выпущено 12 000-14 000 ЗПУ М4. В дальнейшем пулеметы успели повоевать во Вьетнаме против вертолетов армии США и в Китае.