1944年以後，日軍痛感在反擊大規模登入作戰時，對於在灘頭登入場集結的美軍缺少足夠的壓制火力。當年7月，根據軍部的要求，三菱重工開始研製大口逕自行火炮。由於前線的要求十分迫切，因此三菱重工也拋棄了二式自行火炮研製時的全封閉戰鬥室設計，直接將38式150毫米自行火炮加裝在97式坦克的底盤上，並於當年年底完成了設計。這種火炮的性能大致相當於德國二戰早期利用二號坦克底盤改裝的SIG33型150毫米自行火炮，但總體性能較戰爭後期德國、美國和蘇聯的150/155/152毫米自行火炮有了顯著的差距。
在1945年的本土防衛計畫中，軍部把這種日軍口徑最大的自行火炮當成了決戰兵器，計畫成立10個直屬的四式自行火炮大隊，戰爭完成前，計畫中的4式自行火炮1、2、5、7、8大隊已經完成人員編成。但是，由於當時的日本軍事工業已經到了崩潰的邊緣，即使三菱重工根據軍部的要求，開足馬力進行生產，在戰爭結束前也只完成了16輛（另一說是25輛）四式自行火炮的生產，已經完成的4式自行火炮由於前線需求，部分也被緊急運送到菲律賓、沖繩等戰區參加了戰鬥，並且很快就被全部擊毀。
