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オスマン帝国の反攻に備え、ブルガリア軍司令部は1912年12月14日、第2トラキア歩兵師団、第7リラ歩兵師団、マケドニア・アドリア軍、第3空挺師団からなる軍を編成した。軍司令官はスティリヤン・コヴァチェフ将軍 であった。これは、1913年のトルコ軍によるブライル攻撃とシャルキョイ上陸作戦を反映したものであった。
軍はラドヴィシュ、シュティプ、コチャニの地域にセルビア王国の主力部隊を集中攻撃した。ブレガルニツァの戦いで戦争が始まった。カリマンツィの戦いでは進軍するセルビア軍が阻止され、ギリシャ軍との合流を阻まれた。セルビア軍は激しい攻撃を受け、戦闘で大きな損害を被った。
彼らは1913年8月6日に解散した。
第4軍は1915年11月25日に再編成された。1917年12月には陸軍砲兵師団が編成され、士官学校が設立された。砲兵師団は第10エーゲ歩兵師団と第2騎兵師団で構成されていた。第4軍は1918年10月に解散した。
この時期、第四軍はステファン・トシェフによって指揮されていた。
第二次世界大戦勃発後、第4軍は1940年7月に再編成された。同軍は「防衛戦線」（ Прикриващ фронт ） の一部としてトルコとの南東国境を防衛する任務を与えられ、以下の部隊で構成されていた。
第4軍は1941年2月10日から1943年12月19日まで任務を遂行した後、解散したが、ブルガリアが連合国側に加わった1944年9月に再編成された。
1944年10月15日時点で、この軍は兵士42,494名と馬7,152頭で構成されていた。1944年10月15日から11月14日にかけて、ブレガルニツァ＝ストルミツァ作戦において、ヴァルダル・マケドニアでドイツ軍と戦った。1944年12月19日、この軍はついに解散した。