В конце 1938 года Ярославского автомобильного завода произвел обновление модели ЯТБ-2. Троллейбус ЯТБ-4, сохранил в основном неизменный внешний вид
ЯТБ-2, получил новый более мощный двигатель ДК-201б, который на 23% мощнее и легче двигателя ДТБ-60, поэтому максимальная скорость поднялась до 55 км/ч. Тяговое электрооборудование, изготовленное заводом "Динамо", было однотипно с электрооборудованием двухэтажного троллейбуса
ЯТБ-3, хорошо зарекомендовавшего себя в эксплуатации. Среди других усовершенствований — изменена схема электрооборудования, установлены двигатель-компрессор нового типа, выполненный в одном блоке, червячный редуктор заднего моста повышенной надежности, оснащенный радиально-упорными шарикоподшипниками, и более надежные и совершенные стеклоподъемники. Внешне троллейбус отличался от
ЯТБ-2 лишь отсутствием ящика с пусковыми реостатами на крыше — они стали располагаться под полом кабины водителя для лучшей защиты от атмосферных осадков. Также был облегчен кузов, что позволило уменьшить массу до 7850 кг без пассажиров.
Подверглось изменению и управление тормозами. Управление реостатным электрическим торможением было перенесено с правой педали (педали контроллера) на левую (педаль пневматического тормоза). В начале своего перемещения левая педаль приводила в действие реостатный электрический тормоз, а затем пневматический тормоз (при сохранении их одновременного действия).
На ЯТБ-4 роликовый токоприемник заменили скользящим графитовым башмаком, как на всех современных троллейбусах.
