Формированию корпуса, находившегося на важнейшем операционном направлении, высшим командованием Красной Армии придавалось особое значение. Повышенное внимание придавалось как укомплектованию корпуса боевой техникой, в том числе новейших конструкций, так и боевой подготовке. Так, уже в августе 1940 года состоялось первое командно-штабное учение по вводу мехкорпуса в прорыв, под руководством командующего Киевским Особым военным округом генерала армии Г. Жукова. Отрабатывались вопросы взаимодействия 4-го механизированного корпуса с другими родами войск. По результатам учения были выявлены серьезные недостатки в управлении войсками. Тогда же, в августе 1940 года, было проведено и первое войсковое учение корпуса с привлечением авиации. Тема – «Ввод мехкорпуса в прорыв». Жуков и командир корпуса М. Потапов (А. Власов вступил в командование корпусом 17 января 1941 года) прорабатывали вопросы выбора места сосредоточения корпуса по тревоге, рубеж ввода соединения в прорыв и порядок выдвижения к рубежу войск. Было решено вводить корпус в прорыв в походных колоннах по двум параллельным маршрутам. Подобное учение проводилось впервые в Красной Армии, и его результатами организаторы остались довольны.
Тема второго войскового учения, проведенного уже в середине августа 1940 года, являлась логическим продолжением темы предыдущего: «Действие механизированного корпуса в глубине оперативной обороны противника». Отрабатывались темпы движения, обход и захват опорных пунктов, проведение встречных боев с резервами противника и прорыв его тыловых оборонительных рубежей. В конце сентября 1940 года состоялось итоговое командно-штабное учение 6-й армии, в оперативном подчинении которой находился 4-й мехкорпус: «Наступление армии и ввод механизированного корпуса в прорыв». На этом учении присутствовала практически вся верхушка РККА: Мерецков, Тимошенко, Жуков и другие. Не менее ценное командно-штабное учение в 4-м мехкорпусе прошло и 16 октября 1940 года: «Марш и встречный бой мехкорпуса». В нем участвовали штабы 8-й танковой и 81-й моторизованной дивизий. Его целью являлись проверка возможности подготовки и проведения марша в сжатые сроки, а также отработка вопросов доведения до подчиненных решения комкора о резком повороте в ходе марша на новые маршруты в готовности к встречному бою. Результаты учения высоко оценил генерал армии Г. Жуков. Руководящий состав корпуса получил ценные подарки от командования округа. Отработанные в ходе учения документы были доведены в письменной форме до командного состава всех механизированных корпусов РККА.
К середине июня 1941 года в составе 4-го мехкорпуса насчитывалось 990 танков, из них 412 Т-34 и КВ.
В соответствии с замыслом Генштаба войска 6-го стрелкового и 15-го механизированного корпусов должны были прорвать фронт в полосе 4-го немецкого армейского корпуса, обеспечив тем самым ввод в прорыв 4-го мехкорпуса уже в середине первого дня операции. Все части и соединения заблаговременно