ЭД4 был произведён в количестве шести единиц, которые были практически идентичны и отличались лишь количеством вагонов. Первые электропоезда выпускались с 1996 по 1998 год.

ЭД4М (модернизированный) — самая массовая модификация серии. На железные дороги поступило 452 состава. За время производства в конструкцию ЭД4М постоянно вносились изменения, поэтому поезда можно разделить на две основные группы — раннего и позднего выпусков. Ключевыми отличиями М-ки от первых ЭД4 можно назвать изменённую кабину машиниста, усовершенствованную эргономику, более современное техническое оснащение кабины и небольшие изменения пассажирского салона. ЭД4М выпускались с 1997 по 2016 год.

ЭД4М1 — такое заводское обозначение получили 3 поезда с электрооборудованием Рижского электромашиностроительного завода (РЭЗ). Ещё несколько поездов данной серии с иностранным оборудованием выпускались без цифрового обозначения.

ЭД4МК — поезда повышенной комфортности, произведённые по заказу МЖД. Составы ЭД4МК имели вагоны трёх классов (5 вагонов первого класса, 3 вагона второго класса и 2 вагона третьего класса) и бар. Помимо планировки и комфортабельности салона поезд не имеет конструктивных отличий от ЭД4М.

ЭД4МКу — электропоезда созданные на основе ЭД4М. Впервые представлен в 2005 году. Всего было выпущено два поезда. От стандартной М-ки отличались формой кабины машиниста, высокой экологической и пожарной безопасностью, комфортабельными условиями для пассажиров и поездной бригады, экономичностью в эксплуатации.

ЭД4МКМ — созданный в 2005 году электропоезд на базе ЭД4МК. Произведён в единственном экземпляре. К отличительным особенностям можно отнести обтекаемую форму кабины, противокоррозионную защиту кузова, более современный интерьер и экстерьер.

ЭД4МКМ-АЭРО — модернизированный вариант электропоезда ЭД4МКМ, имеющий несущественные конструктивные отличия. Всего было построено 7 семь составов, которые предназначались для перевозки пассажиров в аэропорты. Производство прекращено из-за низкой востребованности.

ЭД4Э — энергосберегающий электропоезд с новыми двигателями, разработанный на базе ЭД4М. К преимуществам можно отнести уменьшение токовых нагрузок, потерь при пуске, лучшее торможение, ускорение, снижение потребления электроэнергии. Всего был произведён 1 состав и 1 опытная секция.

ЭД4М-0500 выпускался с 2011 года. Оборудовался стеклопластиковым модулем кабины машиниста, гладкими боковыми стенами с новыми окнами, герметизированными дверями, герметичными переходами между вагонами, сцепным устройством без зазора, экологически чистыми туалетами. Планировалось использование поезда на МК МЖД, но выбор был сделан в пользу «Ласточки» и производство было прекращено. Всего было выпущено 4 электропоезда.