大約在同一時期，空降部隊指揮部注意到了該模塊，以便進一步現代化BMD-3。名為BMD-3M（Bakhcha U，960工程）的原型車在2000年代初進行測試。2004年12月31日，經過現代化改造的戰車被正式列裝，標識為「BMD-4」。

BMD-4的戰鬥重量從12900…13200千克增加到13600千克，這需要對戰車的降落系統進行一定的改進。由於新戰鬥模塊的安裝，左側前裝甲的AG-17自動榴彈發射器的球形安裝被取消。整體布局、動力裝置和行走部分在結構上與BMD-3相似。

可以明顯看到，在AG-17球形發射器的炮口位置上有一個矩形的「補丁」。（儘管在實驗車輛上保留了標準炮口）。

在雙人炮塔中，安裝了一組武器，由低彈道100mm 2А70線膛炮、與之並列的30mm自動炮2А72和7.62×54mm PKTM機槍組成。武器組的垂直俯仰角度與BMP-3相同，範圍從-6到+60度，允許攻擊低飛的空中目標。飛彈武器系統引入了一種新彈藥3УБК23-3，配有9М117М1（「阿爾坎」）飛彈。後者配備了串聯戰鬥部，能夠穿透厚度為700…750mm的垂直裝甲板，且覆蓋有懸掛式動態防護——在這種口徑下，該數值相當不錯，但要穿透現代北約主戰坦克車體和炮塔的正面投影顯然不足。飛彈在飛行路徑上的控制採用了成熟的半自動雷射引導制導系統。射擊的最大距離由4000米提高至5000…5500米，得益於發射器的工作時間增加。可以在靜止和移動中、白天和夜間、在簡單和複雜的氣象條件下進行射擊。

武器的彈藥還引入了3УОФ19彈藥，裝填了3ОФ70（「櫻桃」）高爆破片彈。後者具有改善的彈體結構，增加了填充係數、引信和推進劑。最終，實際打擊面積與標準彈藥3ОФ32相比增加了超過兩倍，射擊距離從4000米增加到7000米，射擊精度指標得到改善。

30mm自動炮2А72的彈藥中加入了3УБР8（「克爾納爾」）穿甲次口徑彈藥。該彈藥旋轉，前端有塑料氣動彈頭，心核由鎢合金製成。該彈藥重300克，初速達到1120m/s，穿甲能力為28mm/60度，在1000米距離上比標準的BT彈藥提高了1.5倍以上。

100mm火炮的彈藥配備34發彈藥，垂直放置在自動裝填機的輸送帶中，可以使用非導向彈和導向彈。發射後，彈殼通過炮塔後壁的艙口排出。射速為每分鐘10…12發。30mm炮2А72的彈藥為500發；PKT機槍為2000發。

車體前部保留了AG-17球形發射器的炮口，可以使用5.45mm RPKS-74或RPK-74M機槍進行射擊。同時，車體兩側和後艙口保留了使用步槍射擊的炮口。

在2А70火炮的炮口前端，固定有用於校準瞄準線的平行光學系統反射器。

這輛車來自於位於里贊的空降兵博物館。

2А70火炮的彈殼排出艙口。

2А72炮的彈藥通過安裝在炮塔頂部的矩形艙口（位於指揮官全景瞄準器的右側）裝填。位於2А72炮左側的是彈殼排出窗。

在俄羅斯的裝甲車上首次應用了先進的自動化火控系統。該系統由多通道主瞄準器、雙目副瞄準器、帶有傳感器的彈道計算機、指揮官的電視全景瞄準器、數字自動目標跟蹤系統、改進的雙平面電機械武器穩定器以及內置的診斷和監控系統組成。多通道瞄準器包括可變放大倍數的日光光學通道（4倍和12倍）、內置雷射測距儀、反坦克飛彈的制導信息通道和基於第二代國外製造的矩陣的夜視熱成像通道。熱成像通道的圖像會傳輸到安裝在瞄準手和指揮官面前的顯示器上。該瞄準器的視場在兩個平面上具有獨立的穩定性。

副瞄準器用於瞄準地面和空中目標，包括在主瞄準器故障時使用。它是一個單目立體視差裝置，具有約2.5倍的日光光學放大。

瞄準手的工作站設備。左側是視頻顯示器和熱成像儀的控制面板，稍下方是視覺指示器，中央是瞄準手的主瞄準器及其控制面板，右側是副瞄準器。

副瞄準器。

指揮官的全景瞄準器也具有兩個平面上穩定的視場、低光電視通道和雷射測距儀。該瞄準器與數字自動目標跟蹤系統相連，提高了對移動目標的射擊效率。

指揮官的全景瞄準器。

指揮官工作站的設備。

BMD-4配備了新的通信設備（UHF無線電台P-168-25U和AVSK-B），以及帶有GLONASS/GPS接收器的導航設備。

在指揮官和瞄準手艙口之間的塔樓頂部安裝有衛星導航設備的天線；塔後部有風速傳感器和通風口艙口。

該車輛的機身在彈道防護等級上相當於BMD-3。塔體為十邊形，焊接採用的是鋁合金PС-1或PС-2。裝甲板的設計厚度從60毫米（武器模塊安裝區和斜面裝甲板）到23毫米（側面和尾部）。在初始版本中，塔的側面部件用高硬度鋼製的額外裝甲板加固，但在系列生產的車輛中取消了這些加固，以保持合理的作戰重量。

儘管重量增加，但機動性和通過性能保持在BMD-3的水平，幸好動力裝置的功率儲備相當可觀。此外，降落傘裝備需要進一步改進，最終交付部隊的時間晚於BMD-4的投產。

由於多種原因，BMD-4的生產並未得以展開。首先是伏爾加格勒拖拉機廠的破產程序，其次是新戰鬥模塊的技術複雜性，部隊對如此複雜系統的使用經驗不足以及其他因素。最終，僅組裝了約60輛，且在組裝時使用了經過改進的BMD-3車體（在使用過程中，車輛出現了與塔體和車身電氣設備兼容性有關的問題）。相對獨特的結構特徵是2В06-2對置渦輪柴油發動機，該發動機未在除空降兵車輛外的其他裝甲設備中使用。或許，導致對BMD-4產生負面看法的原因之一是2008年5月9日勝利日閱兵後，其中一輛車輛發生的非正常情況。無論如何，2009年BMD-4未參加閱兵。

據推測，燃油管道的泄漏導致燃油與空氣混合物爆炸，進而引發了動力艙的火災。幸好在閱兵之後，沒有人受傷！

該車的價格創造了所有記錄。

因此，決定將新型空降兵戰鬥車輛的生產轉移到庫爾干機械製造廠。BMD-3和BMD-4繼續在資源耗盡前使用（甚至有幾輛「露臉」在特別軍事行動區）。在庫爾干，針對BMD-4開發了新的「底盤」（研發項目「薩多夫尼察」），前部結構經過改進，動力艙採用了無增壓的UTD-29柴油機，行走部件的各個節點和組件與「陸軍」BMP-3實現了統一。新車的第一批樣品在2010年代初就已準備好。然而，隨著軍事改革的開始，空降兵的作戰運用概念發生了重新審視，因此關於BMD-4M的裝備決策被延遲。儘管如此，空降兵指揮部表示，這種車輛對部隊是必要的，因此在2016年，BMD-4M終於開始交付部隊。

BMD-4M的車身前部結構與同樣由庫爾干機械廠研發的自走炮2С25「螳螂」的結構類似，但與「庫爾干」BMP-3不同。

在底盤中使用了來自BMD-3的支撐輪、驅動輪和導向輪，以及履帶。還可以看到UTD-29柴油機的特徵排氣歧管。

BMD-4M在部隊中。