Voor ingenieurs was dit een belangrijke test in de ontwikkeling van de Saturn V maanraket aangezien het risico altijd bestond dat één van de vele raketmotoren steeds kon uitvallen tijdens de vlucht. Bovenop de S-I rakettrap werd voor deze testvlucht een tweede dummy rakettrap gemonteerd die ditmaal uitgerust werd met het aerodynamische ontwerp van een echte tweede rakettrap.
De vierde Saturn I raket staat klaar op het lanceercomplex 34 - Foto: NASA
Op 28 maart 1963 werd de vierde Saturn I raket gelanceerd vanop de Cape Canaveral lanceerbasis in Florida. Tijdens de eerste 100 seconden tijdens de lancering verliep alles vlekkeloos waarna raketmotor nummer 5 zoals gepland uitviel. De brandstof die voorzien was voor deze raketmotor werd probleemloos omgeleid naar de andere raketmotoren waardoor de raket toch slaagde in haar doel. Dit was voor ingenieurs een belangrijke test in de verdere ontwikkeling van het Apollo maanprogramma aangezien het uitvallen van een raketmotor steeds kon voorvallen bij toekomstige bemande vluchten. Uiteindelijk kreeg NASA tijdens de Apollo 6 en Apollo 13 missies ook te maken met het uitvallen van een raketmotor. De raket bereikte een maximale hoogte van 129 kilometer en bereikte een maximale snelheid van 5 906 kilometer per uur. Eenmaal de raket zich op haar hoogste punt bevond, werden de retroraketten tot ontbranding gebracht die normaal de tweede van de onderste rakettrap van elkaar moeten scheiden. Tijdens deze SA-4 testvlucht werden de rakettrappen niet van elkaar gescheiden aangezien de tweede rakettrap een dummy was. In totaal duurde deze vierde SA testvlucht 15 minuten.
