Совет Народных Комиссаров постановлением от 26 февраля 1946 г. определил коллективу Братухина новую программу опытного вертолетостроения. Один из ее пунктов предусматривал создание трехместного геликоптера — артиллерийского корректировщика с двумя двигателями М-26 запорожского производства. Этот вертолет должен был иметь следующие летно-технические характеристики: максимальную скорость полета 230 км/ч, время полета 3 часа, статический потолок 4000 м и динамический потолок 6000 м. На создание машины отводились жесткие сроки: планировалось уже к 1 июля представить на государственные испытания два опытных экземпляра. Новому геликоптеру присвоили обозначение Г-4.

Двигатель М-26ГР был первым отечественным двигателем, предназначавшимся специально для установки на вертолет. После завершения испытаний ему присвоили название АИ-26ГР: «А» — авиационный, «И» — Ивченко, «Г» — геликоптерный, «Р» — с редуктором.

Этот семицилиндровый звездообразный мотор воздушного охлаждения развивал на высоте 3000 м максимальную взлетную мощность 500 л.с. и номинальную — 370 л.с., и по своим характеристикам он не уступал лучшим зарубежным образцам того времени. Двигатель имел специальный редуктор, передававший вращение вверх (под прямым углом к коленчатому валу) вертикальному валу, идущему к верхнему редуктору, и в сторону — на синхронный вал. Кроме того, редуктор имел выход вбок на синхронный вал и вперед на привод осевого вентилятора. Редуктор был снабжен комбинированной муфтой включения и свободного хода. Доводка АИ-26ГР велась специалистами ОКБ-478 параллельно с испытаниями нового вертолета в 0КБ-3. Создание по техническому заданию Братухина мотора АИ-26ГР решило проблему обеспечения отечественных вертолетов специализированным двигателем. Мотор в дальнейшем хорошо послужил не только на вертолетах И.П. Братухина, но и на машинах конструкции М.Л. Миля, А.С. Яковлева, Н.И. Камова и М.Н. Тищенко.

Создать всего за полгода принципиально новый вертолет — задача нереальная, и И.П. Братухин решил строить Г-4 на базе незаконченного второго опытного экземпляра предшествующего аппарата Г-3. Конструктор предполагал сначала опробовать вертолет с прежней компоновкой, а в дальнейшем перекомпоновать кабину и разместить в ней третьего члена экипажа и вооружение. Фюзеляж остался прежним, только для улучшения обзора (вперед и вниз) было несколько увеличено остекление носовой части кабины. Принципиальная конструкция большинства агрегатов, систем и деталей также осталась прежней, но так как по мощности и массе двигатель АИ-26ГР превосходил все ранее применявшиеся моторы, специалистам ОКБ-3 пришлось перепроектировать всю систему трансмиссии, кабаны, подмоторные рамы и капоты мотогондол, провести усиление некоторых узлов и деталей шасси и управления. Передаточное число трансмиссии от коленчатого вала двигателей к валам несущих винтов было равно 0,27, то есть при нормальной частоте вращения 2000 об./мин несущий винт делал 540 оборотов в минуту.

Несущие винты сохранили свою конструкцию, но их диаметр был увеличен до 7,7 м. На вертолете Г-4 Братухин впервые ввел систему аварийного автоматического сброса общего шага. Его гидропневматическая система была связана с давлением масла в двигателях. Система автоматически срабатывала при остановке моторов и падении давления масла.

Принципиальная конструкция ферм осталась прежней, вобрав в себя весь опыт испытаний и доводки предшествовавших вертолетов Братухина. Диаметр несущих винтов Г-4 был больше, чем на ранних машинах, поэтому были увеличены размеры деталей фермы. Боковая ферма имела три шпангоута, четыре продольных основных пояса-лонжерона и раскосы, установленные в передней верхней и нижней панелях с образованием трех плоских ферм. В первом от фюзеляжа отсеке задней панели был установлен пружинный демпфер, назначением которого было гасить колебания боковой фермы.

Первый экземпляр Г-4 удалось собрать только к концу октября 1946 года. Братухин не спешил «отпустить» вертолет в воздух. Размеры и массы вертолета возросли по сравнению с предшествующими вертолетами (к примеру, общая ширина машины стала 15,5 м вместо 14,2 м на более ранних «Омегах»). Соответственно изменились прочностные и жесткостные характеристики конструкции аппарата. Главный конструктор разработал для Г-4 комплексную программу наземных испытаний. Несколько месяцев ушло на отладку работы агрегатов и систем. В начале следующего года Г-4 поступил в лабораторию статических прочностных испытаний Военно-воздушной инженерной академии им. Н.Е. Жуковского. В соответствии с требованиями ГК НИИ ВВС 100-часовым ресурсным испытаниям подверглись все основные элементы несущей системы, трансмиссии, силовой установки и системы управления. В соответствии с их результатами оперативно вносились изменения в конструкцию первого Г-4 и его дублера, строящегося в мастерских ОКБ.

Летом 1947 г. первый Г-4 был перевезен на испытательный стенд, оборудованный на летно-экспериментальной станции ОКБ в Измайлово. В дальнейшем систематические ресурсные испытания основных агрегатов стали непременной частью испытаний каждого нового вертолета.

Пока Г-4 на привязи «накручивал» часы ресурса, в мастерских ОКБ-3 собирали дублер вертолета. Именно он 29 октября 1947 года первый раз свободно поднялся в воздух. Выполнил полет летчик-испытатель М.К. Байкалов. Общее руководство испытаниями осуществлял начальник летно-экспериментальной станции Д.Т. Мацицкий, а ведущим инженером по Г-4 был назначен Г.В. Ремезов. В ходе летных испытаний были получены летно-технические характеристики, оказавшиеся ниже расчетных.

Затем испытатели приступили к давно запланированным исследованиям посадок вертолета с выключенными двигателями на режиме авторотации. Испытатели устанавливали лопасти несущих винтов на разные углы — от 4 до 8 градусов и замеряли получаемые скорости планирования и снижения, угол планирования, длину пробега вертолета при приземлении. Такие испытания проводились в нашей стране впервые. Отсутствие опыта сказалось в ходе испытаний: 24 января 1948 года летчик Байкалов ошибся в определении скорости планирования и высоты выравнивания. Дублер Г-4 рухнул с высоты 15 м на аэродром и разбился. Летчик, к счастью, не пострадал, отделавшись только выговором за несоблюдение инструкций.

В ноябре 1947 г. поступил на заводские летные испытания второй опытный экземпляр (дублер) вертолета Г-4 (летчик-испытатель К.И. Пономарев). Учитывая невысокие показатели дублера, специалисты ОКБ изготовили новый комплект лопастей несущего винта с геометрической круткой 6 градусов 45 минут (ранее все лопасти на вертолетах Братухина были плоские). Кроме того, на нижних поясах ферменных консолей установили обтекатели. Испытания выявили существенное улучшение летных данных. Максимальная скороподъемность возросла с 6,2 м в секунду до 11,7, динамический потолок — с 1960 м до 2650. Для определения дальности полета на Г-4 был осуществлен беспосадочный перелет по маршруту Измайлово — Клин — Измайлово. Затем Пономарев завершил прерванные из- за аварии испытания посадок на режиме авторотации. Эти испытания были очень важными, так как авторотационные свойства лопастей, имеющих крутку, у многих вызывали опасения. Всего Пономарев осуществил 44 полета для исследования режима безмоторного спуска.

После благополучного завершения в марте 1948 г. заводских испытаний был составлен отчет, в котором испытатели ОКБ объявили Г-4 «доведенной машиной, годной для практического применения». В мае Г-4 поступил на испытания в ГК НИИ ВВС. Военные, в отличие от своих гражданских коллег, отнеслись к новому вертолету настороженно и менее оптимистично. Ознакомление с архивными материалами свидетельствует, что чрезмерная порой требовательность военных испытателей базировалась не столько на объективных недостатках Г-4, сколько на их слабом знакомстве с непривычной винтокрылой техникой и постоянном желании добиться от принципиально новых летательных аппаратов показателей, близких к характеристикам уже хорошо освоенных машин с фиксированным крылом.