Почти одновременно с переходом на российское электрооборудование ДМЗ начал общую модернизацию серийных электропоездов (как постоянного, так и переменного тока). Уже следующий состав серии (с номером 0002) получил обозначение типа ЭД4М (модернизированный). Впоследствии именно ЭД4М составили подавляющее большинство электропоездов серии и закончили её выпуск, несмотря на появление и параллельную постройку ещё нескольких модификаций ЭД4. За время выпуска в конструкцию ЭД4М постепенно вносились изменения, иногда не сопровождавшиеся изменениями в индексе обозначения и диапазоне порядковых номеров, поэтому условно можно разделить все поезда ЭД4М (за исключением ЭД4М с № 0500, которые отнесены производителем к отдельному типу) на две основные группы. Далее по тексту они обозначены как ЭД4М ранних выпусков и, соответственно, поздних выпусков.
История создания
В 1997 году были выпущены три электропоезда: ЭД4М (номера 0002, 0003 и 0004). Эти поезда по сравнению с ЭД4 имели совершенно новую кабину машиниста с изменённой лобовой формой, разработанной на основе анализа тенденций формообразования отечественных и зарубежных типов подвижного состава. Изменениям подверглись также эргономические характеристики и техническое оснащение кабины (обновлено кресло машиниста, добавлены контрольно-измерительные приборы, улучшен прожектор и тому подобное). Небольшие изменения коснулись и пассажирского салона.
Электропоезда были направлены для эксплуатации в депо Перерва Московской железной дороги (МЖД). В 1998 году ЭД4М-0004 проходил контрольные испытания на экспериментальном кольце ВНИИЖТ. На электропоездах ЭД4М были установлены комплекты электрооборудования производства НЭВЗ, тяговые двигатели производства АО «Сибстанкоэлектропривод», АО «Электросила» (С.-Петербург) и РЭЗ, быстродействующие выключатели как производства НЭВЗ, так и РЭЗ.
Впоследствии была изготовлена партия стандартных ЭД4: ЭД4-0005, 0006, 0007, 0010 и 0014. Также ДМЗ на базе ЭД4М изготовил электропоезда, на которых вместо новочеркасского применялся надёжно работающий комплект электрооборудования производства РЭЗ. Это было связано с тем, что работа электрооборудования производства АО «НПО НЭВЗ» и АО «Сибстанкоэлектропривод» вызывала множество нареканий эксплуатирующих организаций. Поезда получили обозначение ЭД4М и номера 0008, 0009, 0011. Проектное название — ЭД2М1.
Некоторые из далее построенных электропоездов ЭД4М также комплектовались электрооборудованием РЭЗ, однако цифра 1 после буквы М уже не ставилась. С 1999 года ДМЗ выпускал составы ЭД4М с ТЭД производства АО «Электросила», а с 2001 года — ещё и с аналогичными рижским быстродействующими выключателями (также производимыми АО «Электросила»).
В дальнейшем, начиная с номеров 0012, 0013, 0015 и далее, завод перешёл к серийному производству электропоездов ЭД4М. Помимо полноценных составов, завод также выпускал отдельные электровагоны.
Поезда ЭД4М ранних выпусков с незначительными изменениями выпускались до 2012 года, причём с 2009 года — параллельно с появившимися в этом году поездами ЭД4М поздних выпусков. Вагоны составов поздних выпусков отличались от ранних выпусков, главным образом, установкой для межвагонных соединений беззазорных сцепных устройств (БСУ-ТМ) совместно с герметизированными межвагонными переходами (вместо баллонных суфле), в результате чего они стали несовместимы с вагонами ЭД4М ранних выпусков. Одновременно с этим классические раздвижные входные двери уступили место прислонно-сдвижным, которые нередко выполнялись под выходы только на высокие платформы. Поезда поздних выпусков также выпускались с периодическим внесением некоторых изменений, наиболее заметным из которых стала доработка в 2012 году дизайна маски кабины машиниста.
Последним составом этого типа, выпущенным в мае 2016 года, стал ЭД4М-0496; он же стал последним электропоездом всей серии ЭД4. В дальнейшем Демиховский завод вместо ЭД4М начал выпуск обновлённой модели ЭП2Д.