В сентябре 1951 года Сталин проводил в Кремле совещание с ведущими авиаконструкторами . На повестке дня этого совещания стоял вопрос преодоления отставания страны в области вертолетостроения. Большинство глав конструкторских предприятий, сославшись на занятость своих коллективов и отсутствие опыта, быстренько отказались от участия в столь сложном деле. Только А. С. Яковлев, заметил, что его ОКБ имеет некоторые наработки в вертолетостроении: в 1947 - 1949 годах были построены и прошли испытания два экспериментальных вертолета - один соосной схемы, а второй - Як-100 - классической. Позже на этом совещании с докладом о концепции двенадцатиместного вертолета В-12 выступил главный конструктор Михаил Леонтьевич Миль. На следующий день конструкторы Яковлев и Миль были вызваны в Кремль, где им была поставлена задача создания двух вертолетов: ОКБ Миля была поручена разработка одномоторного однороторного 12-ти местного вертолета В-12 (ВД-12), а ОКБ Яковлева - двухмоторного двухроторного 24-х местного вертолета. На создание вертолета Милю отводился один год. Изначально рассматривались следующие варианты вертолета: 1) однороторный с двигателем AШ-62 взлетной массой 4,2 тонны; 2) двухроторный продольной схемы с двумя AШ-62; 3) однороторный с AШ-82 взлетной массой 6,2 тонн. В Постановлении правительства, подписанном 5 октября 1951 года уточнялись параметры вертолета: возможность перевозки внутри фюзеляжа 57-и 76-мм пушек, автомобилей ГАЗ-69 и «Победа», наличие боковой двери и хвостового люка. Вооружение создаваемого вертолета должно было состоять из одного пулемета ТКБ-481М с боезапасом 150 патронов. В конце 1951 года был построен макет нового вертолета и проведена макетная комиссия, в ЦАГИ передали его продувочную модель и приступили к выпуску рабочих чертежей. Громоздкий поршневой двигатель АШ-82 стал ограничителем области поиска при выборе общей компоновки нового вертолета. Размещение его за редуктором не оставляло места для грузовой кабины, установка же над кабиной приводила к чрезмерному увеличению высоты вертолета. В конце концов наиболее приемлимым было признано расположение двигателя АШ-82 в носовой части фюзеляжа. Такую же компоновку имел и американский вертолет S-55, появление и использование которого в войне в Корее, в принципе, и привело к разработке нового советского вертолета.
При разработке АШ-82В (вертолетный вариант двигателя АШ-82) возникла необходимость создать систему запуска и опробования двигателя на земле без передачи крутящего момента, для чего он был снабжен двумя муфтами: сцепления и фрикционной. Для охлаждения при работе на земле и во время висения двигатель оснастили осевым вентилятором и сконструировали специальные внутренние капоты для организации воздушного потока. Вертолет Ми-4 стал первым в мире вертолетом, в систему управления которого включили гидроусилители (бустеры), и первым в СССР летательным аппаратом с необратимым бустерным управлением. Ведущим конструктором нового вертолета был назначен М. Н. Пивоваров. К 12 марта 1952 года выпуск рабочих чертежей был завершен, два опытных вертолета начали строить в Люберцах и еще два - в Саратове, причем один из них - для ресурсных испытаний. 30 апреля 1952 года в Подмосковье началась серия испытаний В-12 на привязи. Неожиданно, при первой же раскрутке несущего винта до 100-110 об/мин лопасти вертолета начали произвольно взмахивать с возраставшей амплитудой и, изгибаясь, грозили задеть фюзеляж. Несомненно, это был флаттер, хотя по расчетам он мог наступить только при частоте вращения 500 об/мин, что поставило в тупик многих специалистов, которые даже отказывались признать это грозное явление. Однако Миль, поручив теоретикам разобраться в причинах, без колебаний назвал увиденное флаттером и спроектировал балансиры, которые на следующий же день были установлены на лопастях. После этого взмахи лопастей винта прекратились... Первый свободный полет на вертолете В-12 выполнил летчик В. В. Винницкий. 57 полетов было выполнено вертолетом В-12 во время заводских испытаний, которые прошли с июля по август 1952 года. Параллельно в Саратове прошли трехсотчасовые ресурсные испытания статмашины. В июне оттуда прибыл второй летный экземпляр вертолета, который был оснащен экспериментальными шумопламегасителями на выхлопных трубах.
С 12 сентября по 16 ноября вертолет В-12 выполнил 117 полетов по программе государственных испытаний и в общем по своим летно-техническим характеристикам он соответствовал заданию. Были, конечно, выявлены и изъяны: • недостаточная прочность лопастей; • самопроизвольное разъединение валов трансмиссии; • повышенный износ текстолитовых втулок горизонтальных шарниров рулевого винта; • неэффективное продольное управление (из-за ограниченного диапазона отклонений лопастей автоматом перекоса); • малый зазор между концами лопастей несущего винта и хвостовой балкой. Около полутора месяца ушло на устранение этих недостатков и в декабре 1952 года, не дожидаясь подписания акта по государственным испытаниям, которое состоялось только 28 мая 1953 года, в Саратове начали серийное производство вертолета, который получил обозначение Ми-4. С 1953 года к его выпуску был подключен Казанский авиационный завод, ставший вскоре головным. Производство вертолета Ми-4 в СССР продолжалось до 1966 года.
