Успешные запуски ракеты А-5 открыли дорогу крупной артиллерийской ракете А-4, которая была разработана группой фон Брауна по заданию Управления вооружений. Такое название было дано ракете, способной доставлять боевую головку массой 1 т на расстояние 275 км. Размеры ракеты выбирались из условия возможности транспортировки ее по железнодорожным туннелям Европы, это было главным фактором, определяющим ее характеристики. Вначале ракета А-4 не предназначалась для обстрела Лондона. Эта ее задача была определена позже по указанию немецкого верховного командования.
Двигатель ракеты А-4 развивал тягу 25 тс. Он работал на жидком кислороде и этиловом спирте и имел турбонасосный агрегат, приводимый в действие продуктами разложения перекиси водорода в присутствии катализатора — перманганата калия. Система управления ракеты была построена на основе трехосной гироплатформы; в качестве исполнительных органов использовались газовые и аэродинамические рули.
Первая попытка запуска А-4 весной 1942 г. вызвала большое разочарование. Ракета опрокинулась и взорвалась на старте. Ракета № 2 взлетела, преодолела звуковой барьер, но после 36 с отклонилась от курса и упала в 1300 м от старта. Запуск ракеты № 3 в августе 1942 г. закончился также неудачно, она разрушилась в воздухе. После проведения ряда доработок приборного отсека 3 октября 1942 г. из Пенемюнде была запущена четвертая ракета А-4. На этот раз полет ракеты был нормальным: достигнув высоты 85 км, она упала на Землю на расстоянии 190 км от старта.
Когда в сентябре 1944 г. начались атаки «Фау-2» на Лондон, геббельсовская пропагандистская машина возвестила миру о создании второго оружия возмездия (первым подобным оружием — «Фау-1» — была летающая бомба «Фи-103»).