米亚-4轰炸机外形粗犷暴力
改进升级的米亚-4单纯从性能数据上看，米亚-4还是比较不错。不过苏联军方试飞后却发现，其性能只能勉强达到设计要求。首先，由于机翼载荷和升阻比的关系，米亚-4的实用升限要比B-52低约5000米。米亚-4的最大升限为1.1万米，而B-52的实用升限可达1.5万米。其次，由于米亚-4的发动机推力小耗油量大，导致米亚-4的航程受到了很大限制。虽然其最大航程可达8100公里，但这是将弹舱也改为油箱后得到的数据。在试飞过程中，米亚-4在5吨载荷的情况下，关闭2台发动机以低空进场的方式虽获得了9800公里的航程，但这在实战中几乎不可能做到。
根据苏联军方的测试，米亚-4最大载弹量时的航程不到6500公里。在9吨载弹量、65吨燃油条件下，实战航程为5500公里。尽管当时米亚-4还无法对美国本土产生威胁，但为了在冷战中取得优势地位，苏联还是将其投产。不过，为了弥补米亚-4航程的不足，量产型的米亚-4陆续换装了推力更强、油耗更低的RD-3M发动机，这让米亚-4在5吨载弹量时达到了1.05万公里的航程。
米亚-4的整体性能有些差强人意
在这之后，米亚-4并未停止改进的脚步，在米亚-4量产型的基础上推出了米亚-4B。米亚-4B换装了更好的VD-7发动机，加大了翼面积，取消了雷达操作员，使乘员减到了7人。它还换装了雷达，增加了电子对抗装置和箔条散布器。米亚-4B通过一系列的改进，可以在5吨载弹量时具备了1.205万公里。随着苏联导弹武器的发展，米亚-4的最终改进版米亚-4D也可以携带远程巡航导弹用于攻击地面和水面目标。米亚-4D可携带2枚AS-6和K-10S巡航导弹，最远作战半径达到了7000公里。而且与图-16或图-95不同的是，米亚-4D内部弹舱可以携带武器，这使得其打击手段更为灵活，对当时西方世界具有很强的攻击力。
后期的米亚-4轰炸机性能才逐渐走向成熟
暴力改装由于米亚-4的机体细长，起飞重量大，内部空间大。苏联还将其改装为空中加油机、航天飞机运输机以及天然气运输机。在伊尔-78加油机出现前，米亚-4改装的加油机一直都是苏联主力空中加油机。而由米亚-4改装而来的BM-T（也称VM-T）特种运输机是安-225超级运输机出现前，苏联主要的航天部件载机。
米亚-4改装而来的空中加油机
BM-T是米亚-4在特种飞机领域的一个标志性机型。上世纪70年代，美国与苏联的航天竞赛达到了白热化程度。苏联的航天项目争相上马，随之而来的就是需要运输与航天相关的大型部件。为了将能源号运载火箭以及暴风雪号航天飞的配套大型部件从生产地运到拜科努尔发射场（同时要保证运输速度和运输效率），苏联需要一款可以满足特殊运输条件的飞机。由于米亚-4此时已逐渐淡出了苏军的主力阵容，加之在性能上它又可以满足需求，苏联人选择在米亚-4轰炸机的基础上进行改装。
