Desať mesiacov po tragickej smrti astronautov vApolle 1 pred jeho štartom z rampyLC-34 naCape Kennedy bola vyslaná na obežnú dráhuZeme prvá loď bez posádky.
Pri tomto lete sa prvýkrát vyskúšala raketaSaturn V atepelný štít kozmickej lodeApollo pri vstupe do atmosféry druhoukozmickou rýchlosťou. Okrem tejto hlavnej úlohy sa preverila činnosť riadiaceho strediska vHoustone v spolupráci s ďalšími sledovacími stanicami a loďami na oceáne.
Najsilnejšia nosná raketaUSA všetkých čias, 111 metrov vysokýSaturn V s hmotnosťou 2 700ton, odštartoval9. novembra1967 o 12:00:01svetového času (UTC) zoštartovacieho komplexu 39A vKennedyho vesmírnom stredisku. Na špičke rakety bola inštalovaná loď Apollo 4 aj s maketou mesačnej sekcielunárneho modulu, vnútri lode však astronauti neboli. Čoskoro komplex dosiahol plánovanú obežnú dráhu okolo Zeme. Všetky tri stupne pracovali dobre, čiže s požadovaným výkonom a tiež sa jeden po druhom po vyhorení od Apolla odpojili. Priebeh letu monitorovala aj nová sledovacia loď USSVanguard. Po 8 hodinách letu sa na povel z riadiaceho strediska vHoustone začala zostupová fáza, počas ktorej sa loď od zvyšku rakety oddelila (vo vzdialenosti cca 18 200 km od Zeme) a pristála pomocou troch padákov na hladineTichého oceánu, necelých 10 km od čakajúcej lietadlovej lodeUSSBennington, kam bola následne dopravená.
VNASA bol let vyhodnotený ako veľmi úspešný aj napriek viacerým drobným závadám.
BENSON, Charles D.; FAHERTY, William B..Moonport: A History of Apollo Launch Facilities and Operations. [s.l.] : NASA, 1978.Dostupné online. Archivované 2011-03-18 z originálu. (po anglicky)