К выпуску М4 вскоре присоединились многие американские фирмы. С января 1943 года их стала изготавливать фирма Baldwin Locomotive Works, с февраля — American Locomotive Company, с мая — Pullman Standard Car Company, с августа — Detroit Tank Arsenal.
Боевые машины, выпущенные в Детройте, имели литую переднюю часть, включая люки механика-водителя и его помощника, приваренную к остальному сварному корпусу, собранному из катаных плит. Такие корпуса смешанной конструкции получили название Composite Hull.
В феврале 1944 года Detroit Tank Arsenal изготовил первые два танка, вооруженные 105-мм гаубицей М4. Гаубица, смонтированная в маск-установке М52, имела угол возвышения +35° и склонения - 10°. Башня с гаубицей отличалась от обычной лишь маск-установкой и командирской башенкой, такой же как у «шерманов» с 76-мм пушкой. Боекомплект состоял из 68 выстрелов. Мокрая боеукладка на танках М4(105) не применялась, зато выстрелы размещались в бронированных ящиках.
841 машина была изготовлена в варианте М4(105) HVSS с горизонтальной подвеской.
76-мм пушками танки модификации М4 не вооружались.
В период с августа 1944 по июнь 1945 года подверглись ремонту и модернизации 795 танков М4 ранних выпусков, использовавшихся в учебных целях. В ходе ремонта они полностью разбирались, а затем собирались вновь с заменой всех изношенных узлов и агрегатов. Эти машины получили командирские башенки, броневые экраны на башне и корпусе, овальный люк заряжающего, кронштейн стопора пушки по-походному на лобовом листе корпуса и другие более мелкие усовершенствования.
Взвод танков М4 Composite Hull роты «С» 706-го танкового батальона. Гуам, 2 августа 1944 года.
Ранний вариант установки приборов наблюдения помощника механика-водителя.
Средний танк М4( 105), вооруженный 105-мм гаубицей. Нормандия, август 1944 года.
М4А2
Проектирование дизельного варианта М4 началось в 1941 году. Двигатель и трансмиссию позаимствовали у средних танков М3А3 и М3А5. В декабре 1941 года модификация получила свой индекс — М4А2. В апреле следующего года первый прототип был отправлен на Абердинский полигон для испытаний, а вскоре вслед за этим в сборочных цехах фирм Fisher Tank Arsenal и Pullman Standard Car Company развернулось производство M4A2.
Дизельный «Шерман» стал, кроме всего прочего, первым запущенным в серию танком этой марки, имевшим сварной корпус. Вследствие этого на нем апробировались многочисленные конструктивные усовершенствования.
Первоначально танки имели смотровые щели в лобовом листе корпуса, затем их закрыли сварными броневыми кожухами и ввели перископы. Наконец, в начале 1944 года появилась цельная лобовая плита, а люки были перенесены на крышу корпуса. При этом угол наклона лобовой брони пришлось уменьшить с 56° до 47° к вертикали. Следует подчеркнуть, что все этапы модернизации корпуса М4А2 в равной степени были характерны и для других модификаций «Шермана», за исключением, пожалуй, М4А4.
Силовой блок, состоявший из двух автомобильных дизелей General Motors 6046, был серьезным конкурентом звездообразным авиационным моторам М4 и М4А1. Низкооборотный дизель обеспечивал М4А2 неплохую проходимость на местности и значительно больший, чем у своих карбюраторных собратьев, запас хода.
К производству М4А2 вскоре подключились еще три фирмы: с сентября 1942 года American Locomotive Company, с октября — Baldwin Locomotive Works и с декабря — Federal Machine and Welder Company. Выпуск M4A2 c 75-мм пушкой и сухой боеукладкой продолжался до мая 1944 года. В том же месяце заводские цехи Fisher Tank Arsenal начали покидать боевые машины M4A2(76)W с 76-мм пушками и мокрой боеукладкой. Небольшое количество таких танков выпустила в 1945 году и фирма Pressed Steel Car Company. Как и «шерманы» других модификаций, последние машины серии М4А2 оснащались горизонтальной подвеской.
М4А3
В конце 1941 года для испытаний был подготовлен 8-цилиндровый двигатель Ford GAA мощностью 500 л.с. при 2600 об/мин, созданный на базе авиационного. Один его экземпляр успешно прошел 85-часовые стендовые испытания, а второй был установлен в танк МЗЕ1. Ford GAA оказался наиболее удачным из всех применявшихся на танке «Шерман».
Первый экземпляр нового танка, получившего обозначение М4А3, изготовила фирма Ford Motor Company в конце мая 1942 года. Серийные машины раннего выпуска еще имели смотровые щели в лобовой части корпуса, но крышка трансмиссионного люка была уже цельнолитой, а верхний лобовой лист корпуса, в отличие от других моделей, сваривался из меньшего числа деталей.