1976年5月15日和8月25日，經(jīng)過改進(jìn)的東風(fēng)四號02批1組兩次飛行試驗(yàn)相繼成功，證明增程設(shè)計(jì)是正確的，彈頭防熱層得到考驗(yàn)，滿足提高射程后防熱能力的要求。隨后進(jìn)行東風(fēng)四號全程飛行試驗(yàn)。1977年9月30日，首次全程試驗(yàn)由于一級在飛行84秒時(shí)安全接點(diǎn)回路出現(xiàn)故障，導(dǎo)彈自毀。11月22日，第二次全程飛行試驗(yàn)取得圓滿成功，射程達(dá)到4167千米，考核了兩彈匹配性能。這也是二炮部隊(duì)首次發(fā)射該型號導(dǎo)彈。為了加強(qiáng)對改進(jìn)工作的領(lǐng)導(dǎo)，1978年1月，正式任命李一鳴為中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈總設(shè)計(jì)師。1979年4月，任命冬春為總指揮。1978年7月31日、9月16日和12月23日又進(jìn)行了三次全程飛行試驗(yàn)，前兩次取得成功，第三次失敗。這幾次試驗(yàn)，初步驗(yàn)證了東風(fēng)四號導(dǎo)彈的戰(zhàn)技性能，考核了核彈頭的引控系統(tǒng)。為提高精度，東風(fēng)四號從02批第8發(fā)開始還進(jìn)行了橫向修正，取得較好的效果。

　　東風(fēng)四號研制任務(wù)書要求導(dǎo)彈應(yīng)具有加注推進(jìn)劑后，在井內(nèi)停放15天，然后提升到井口發(fā)射的能力。1980年2月9日成功進(jìn)行了驗(yàn)證此功能的飛行試驗(yàn)。

　　東風(fēng)四號導(dǎo)彈在第二批改進(jìn)(02批3組)中，還針對發(fā)射方式、儲存性能、安全性能等進(jìn)行了大量改進(jìn)，以增強(qiáng)導(dǎo)彈的生存能力和使用性能。1975年5月，中央批準(zhǔn)了東四增加平洞貯存、拖架場坪發(fā)射方式。1980年8月2日，首次采用拖架場坪發(fā)射方式發(fā)射成功，導(dǎo)彈飛行正常，彈頭命中精度很高(落點(diǎn)偏差縱向遠(yuǎn)0.079km、橫向右1.177km)。飛行試驗(yàn)中同時(shí)進(jìn)行了核彈頭的“冷”試驗(yàn)。此次試驗(yàn)成功意義重大，中共中央、國務(wù)院、中央軍委于8月5日特向東北基地發(fā)了賀電。同年10月31日，第二次拖架場坪考核試驗(yàn)也獲成功。

　　至1980年10月底，東風(fēng)四號02批共計(jì)11發(fā)的發(fā)射試驗(yàn)證明：導(dǎo)彈兩次改進(jìn)方案正確可行，導(dǎo)彈全系統(tǒng)性能符合戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求，新的發(fā)射方式可行，發(fā)射設(shè)備和發(fā)射程序符合戰(zhàn)斗狀態(tài)下的基本要求。通過這些試驗(yàn)還檢驗(yàn)了彈頭再入強(qiáng)度和防熱性能，考驗(yàn)了全系統(tǒng)在高溫、低溫、加注停放、貯存、淋雨及風(fēng)載條件下的技術(shù)性能。在此期間還進(jìn)行了兩彈結(jié)合模擬試驗(yàn)，磁記錄裝置彈射回收試驗(yàn)，彈上儀器工作壽命試驗(yàn)，并檢驗(yàn)了系統(tǒng)夜間操作、反應(yīng)時(shí)間等戰(zhàn)斗性能。