美国人早在1941年9月就考虑加强M4中型坦克的火力。一年之后，将76毫米T1火炮安装到已有炮塔的实验启动了。尽管该火炮顺利得到了安装，但军方对这次改装并不满意，于是决定为M4配备未曾投入生产的T23中型坦克上所采用的炮塔。这并不困难，因为两者炮塔座圈的直径是相同的。
美国人早在1941年9月就考虑加强M4中型坦克的火力。一年之后，将76毫米T1火炮安装到已有炮塔的实验启动了。尽管该火炮顺利得到了安装，但军方对这次改装并不满意，于是决定为M4配备未曾投入生产的T23中型坦克上所采用的炮塔。这并不困难，因为两者炮塔座圈的直径是相同的。
在那之前不久，M4（在苏联的绰号为“Emcha”）配备了湿式弹药架。这些经过现代化改造的坦克在名称增加了后缀(76)W，于1944年1月投入生产。这些坦克其中也有M4A2(76)W，于1944年5月开始生产。苏联根据租借法案接收了这些坦克。
配备76毫米火炮的M4A2坦克的验收法案，1944年10月上旬
然而，这些配备新型火炮的坦克的抵达日期比预定日期晚得多。第一批于1944年9月下半月才通过伊朗抵达苏联，这可以从那段时间的交付报告中知晓。但这些坦克存在一个问题，那就是装配不齐全。例如，通过“苏班尼号”货船运抵达巴库的四辆坦克没有配备信号旗，也没有用于勃朗宁M1919机枪的复位弹簧和弹壳收集袋。
根据相关报告，这是第一批抵达苏联的76毫米M4坦克，或者至少是第一批从南方路线运抵苏联的该型坦克。有个别战车可能是通过北方船队运抵，但这方面的统计相对不太精确。无论如何，这些坦克并没有在1944年9月抵达高尔基。
M4A2(76)W的整体外观，库宾卡，1944年11月
大量供应于10月开始。10月5日，“达马号”货船运来了14辆配备76毫米火炮的M4A2坦克。同样数量的坦克于10月14日通过“恩马号”运抵。苏联在10月份总共收到了131辆M4A2坦克，其中只有4辆配备的是75毫米火炮。这些坦克被送到高尔基，并在那里得到分配。根据相关报告，高尔基军备验收局接收了319辆M4A2坦克，其中包括9月由北方和南方船队运抵的部分。279辆M4A2坦克在高尔基被分配到各坦克部队，包括203辆配备76毫米火炮的型号。后来，相关文件中不再区分配备75毫米和76毫米火炮的坦克，因为配备旧火炮的M4A2坦克业已停止供应。
同一辆坦克的正面视角
期待这款新坦克到来的不仅有军方，还有NIBT试验场的专家们。到9月中旬，苏联红军装甲与机械化总局得到了有关M4A2搭载的76毫米炮（M1A1和M1A2）更准确的信息。总体而言，除了膛线缠角之外，这两款火炮并无二致。在M1A1上，缠角相当于40倍径，而在M1A2上则为32倍径。
9月20日，名为“安装在美国M4A2坦克上的76毫米炮”测试计划草稿宣告完成。根据计划，炮弹初速和其他数据也将在此次测试中测定。计划进行182次射击，其中131次使用穿甲弹，51次使用高爆弹。该计划还包括研究M4A2和T70坦克歼击车（在此之前在该试验场得到了测试）所用火炮的弹药兼容性。他们还测试了使用国产弹药的可能性，尤其是次口径弹药和破甲弹。这些测试计划在5天内完成。
另一辆坦克被送往戈罗霍韦茨火炮试验场
根据专家的报告，搭载76炮是该坦克的第四次改造。M4A2的第二个改进型是配备望远镜瞄准具、“湿式”曲轴箱、侧面附加装甲、新机油滤清器，且弹药容量减少至85枚的M4A2。测试人员估计，苏联是在接近1943年底的时候接收这些坦克的。根据报告，M4A2的第三个改进型是M4A2(75)，其车身有所改变，但没有湿式弹药架，湿式弹药架是后来才增加的。
该坦克配备了更好的T54E1履带链
该报告的内容并不周祥，这在1944年12月演变成了一桩丑闻。报告中出现了许多错误，包括与驻车制动器有关的错误描述。侧面附加装甲的厚度被评估为25毫米而不是38毫米。该附加装甲的目的也被错误地描述为：用于保护车组乘员和弹药。试验场的工作人员也没有将炮塔架一事缺失记录下来。总体结论是，这份技术报告必须重写。
同一辆坦克的后方视角
对这款新坦克的研究也没能按计划进行。该任务被分配给了在戈罗霍韦茨试的ANIOP试验场，而不是库宾卡试验场。一辆登记编号为USA 3081179的新坦克也被送到了那里。相关人员没有进行火炮试验，因为M4A2、M10坦克歼击车和T70坦克歼击车上所使用的火炮之间显然没有太大区别。他们为该火炮撰写了一份技术报告，以及一份维修差异指南。
值得一提的是，被送往ANIOP的坦克与被送往达库宾卡的坦克稍有不同：前者使用的是带有V形防滑钉的T54E1履带，而后者使用的是较早的T49履带，该型履带每节带有三个条形防滑钉。
不只是一门新火炮
NIBT试验场的工作人员之所以对该坦克不屑一顾，大概是因为他们实在是无暇顾及。他们需要同时研究和测试大量战车，连英国克伦威尔IV型坦克和德国虎II坦克的试验是在同一时间进行的。另外，他们还在研究罗马尼亚和匈牙利的坦克。相较之下，配备76毫米火炮（报告中常称之为“M4A2-76 mm”）的M4A2可谓是毫无亮点。
箭头指示的是备用履带存放架
另一个证据是对该坦克的第二次研究经历了相当长的时间，从1945年年初一直持续至7月底。当这些试验即将结束之际，更强大的M4A2E8坦克开始抵达苏联。试验耗时之所以如此之长，是因为高层要求对该坦克执行全面的可靠性试验。相关人员不仅需要研究该坦克，还要对它进行彻底的测试。高层提出如此要求并非空穴来风：该坦克的质量从30.9吨增加到了34.1吨，重量的增加势必会对机动性和可靠性产生影响。
防空机枪可在运输期间收起
装甲与机械化总局除了关心增加的质量外，还对该坦克的其他方面也颇有兴趣。与T-34-85一样，该坦克并不是简单地在旧坦克上装备新火炮。它配备了全新的炮塔，炮塔除了尺寸增大之外，还有许多特点。例如，D82183车长指挥塔引起了专家们的浓厚兴趣，以至于他们在1944年12月下旬单独为它撰写了一份报告。每个观察装置提供145度水平视野和90度垂直视野。苏联的专家们给予了该指挥塔高度的评价：
“1.建议将美国现代化的M4A2坦克的车长指挥塔安装到国产坦克上，因为它最符合现代战术技术对坦克车长指挥塔的要求。
2.就内部和外部尺寸而言，该指挥塔适合安装在T-34和IS坦克上。"
尽管该指挥塔并没有直接移植到苏联的坦克上，但它的设计对苏联国产坦克的设计产生了影响。其观察装置造成的影响尤其巨大，因为它能够提供良好的视野。有一辆IS-7原型车也使用了与该指挥塔几乎相同的复制品。该复制品还在BTR -152上得到了使用。
让装甲与机械化总局专家产生浓厚兴趣的指挥塔
这款现代化的美国坦克的整体视野很好。除了安装在驾驶舱顶部的两个潜望镜外，驾驶员和副驾驶员的舱口还安装了另一个潜望镜。前方视野盲区只有6米，这对于坦克而言并不算多。此外，驾驶员座椅可以升高，这让驾驶员在驾驶时可以将头伸出舱口进行观察。炮手和装填手也配备了观察装置，同样能够进行观察。
坦克视野示意图
报告还对该坦克内部的弹药布局作了详尽的描述。总弹药容量减少到了71枚，其中有六枚摆放安装在位于底板的架子上，这些炮弹会被率先使用。其余的弹药存放在炮塔底板下方的弹药盒中。在炮塔右侧，每盒5枚共35枚炮弹被存放在倾斜的弹药架中。相较之前型号，副驾驶员能更轻松地拿取这些炮弹。另外30枚炮弹被存放在炮塔左侧供装填手使用的主弹药架上。这些弹药架之所以被称为“湿式”，是因为这些弹药架之间装有特殊的容器。在夏天，这些容器里面会装满水，在冬天则会装满防冻剂。这能够降低弹药被炮弹击中时殉爆的几率。
位于副驾驶员旁边的弹药架
NIBT的专家对该弹药架的意见不一。一方面，将弹药从战斗舱的侧面移到底板上、采用湿式弹药架，能够更好地保护弹药。弹药架构造变得更简单，使用起来也更方便。但另一方面，在炮塔转到某些位置时，使用弹药架变得非常困难：副驾驶员在这些情况下必须离开自己的岗位，协助从装填手右侧弹药架取弹进行装填。
不管怎样，这样的弹药架迫使美国工程师舍弃了炮塔架。但此改变也带来了一个优点，那便是炮塔架的侧面不会再成为车组乘员从被击毁的坦克中脱身时的致命障碍了。测试人员也认为这是新设计的优势之一。
弹药存放示意图
上文已提到，该坦克的测试计划因故发生了重大变化，这是因为装甲与机械化总局决定对该坦克的可靠性进行测试。美方的制造商声称该坦克能够可靠运行300小时发动机工作时间或2000公里。于是苏联决定，让坦克在测试期间总共行驶3000公里，其中100公里为公路里程，1700公里为冬季条件下的土路里程，其余1200公里为夏季条件下的土路里程。
测试还测量了其最高速度：51.4公里/小时，超过了理论最高速度（48公里/小时）。相比之下，在1943年夏进行的测试中，采用挂胶履带的M4A2最高速度为50公里/小时。其在公路上的平均速度为26公里/小时，燃料消耗为每100公里330升。该坦克这次测试中的油耗量为普通M4A2的两倍，但这主要是糟糕的路况造成的。糟糕的路况也导致了平均速度下降，普通M4A2的平均速度能够达到39.7公里/小时。
收集到的土路行驶数据佐证了这一点。M4A2在夏季的平均速度为20公里/小时，油耗为每百公里246升。在冬季，则分别为22.4公里/小时和268升。M4A2(76)W在春季的平均速度为19.2公里/小时，在冬季积雪0.8米的土路上行驶的平均速度则为15.8公里/小时。考虑到地形，这样的表现已经算不错了。燃料消耗在冬季和春季分别为每100公里371升和410升。可见公路和土路行驶之间并没有太大的油耗区别。
测试计划中还包含爬坡项目。在冬季，该美国坦克无法爬上22度的斜坡。而在夏季，它能够成功攀爬26度的斜坡。该坦克在冬季能够在倾斜12度的情况下行驶，而在夏季则能够在倾斜20度的情况下行驶。其瓶颈主要在于T49履带，因为它的抓地力不够大。坦克所采用的双差速转向机构也会导致打滑。牵引T-34-85的试验表明，M4A2(76)W能够在使用二档或三档的情况下牵引它，达到9.5公里/小时的平均速度，但油耗增加至每100公里490升。
攀爬试验
该坦克的可靠性与声称的水平相符。然而，测试并非一帆风顺。右侧发动机在行使第949公里时发生了故障。发生这种情况是因为坦克行经一条被大雪覆盖的土路，由于路况过于恶劣，发动机不堪重负。第二台发动机工作了2126公里，但之后需要进行小修。悬架也存在问题。从第1339公里开始，负重轮的轮辋（主要是位于后部的轮辋）开始断裂。履带则要可靠得多：行程超过3120公里后，履带断裂的问题才开始频繁出现。主动轮冠和弹簧也需要更换。
轮辋剥离的负重轮
总体而言，试验表明，除了一些悬架元件之外，该美国坦克的可靠性在现代化改造后并没有降低。另一方面，更强大的火炮从根本上提高了该新坦克的战斗力。75毫米火炮可以在500米开外击穿虎式坦克的侧面。相较之下，改进后的火炮则可以在2.5公里的距离上做到这一点。乘员视野的改善也颇有裨益。火炮测试表明，该火炮具有很高的精准度。测试人员还对液压式炮塔旋转机构赞赏有加。这门火炮所配备的陀螺稳定器使得以15公里/小时移动时的精准度提高了2倍，以25公里/小时移动时的精准度提高了5-6倍。谢尔曼的现代化改造相当成功。
二战末年的主力
尽管M4A2(76)W坦克的供应从1944年10月才真正开始，但该坦克是租借法案下供应数量最多的一款。根据美方数据，共有2095辆配备76毫米火炮的M4A2坦克被送往苏联，占运抵的M4A2总数的一半多，数量超过M4A2(76)W坦克生产总量的2/3。然而，这个数字包含1945年4月开始抵达的M4A2E8坦克。后者值得另开新篇介绍。
安置在第116坦克旅车长拉古丁少校坟墓上的一辆被击毁的M4A2(76)W坦克。乔尼采，1945年
这可能才是苏联研究使用国产弹药的真正原因。弹药短缺导致射击试验被从测试计划中剔除。但该问题很快便得到解决：33920枚炮弹在12月运抵摩尔曼斯克，其中22044枚为高爆弹，11876枚为穿甲弹。
来自第一近卫机械化军的坦克率先进入维也纳
在这些坦克之中，有一些未装备齐全。例如，运抵高尔基的坦克中有10辆不得不装配苏联的无线电装置。而11月运抵的另外8辆则缺失瞄准具。苏联得到未装备齐全的坦克在44年12月和45年都有发生。常见问题之一是驾驶员和副驾驶员舱口上的闸门损坏。位于巴库的部队记录了4起因该故障引起的受伤案例。
另一个问题相当不寻常。由于炮管过长，炮塔在运输过程中需要向后旋转180度。但因该坦克后部缺少炮管固定架，运输常常导致火炮升降机构齿轮断裂。
M4A2的一个已知问题是履带的抓地力较差。这个问题在冬天出现的频率更高。因此，第二十七训练团为其接收到的坦克加装了防滑钉（每隔五节焊接一个）。这样的改造从1944年11月开始实施。
第九机械化军的坦克进入布尔诺
首批配备76毫米火炮的M4A2被送往第一机械化军。交付于10月开始，一直持续到11月。该军由谢苗·克里沃舍因（S.M. Krivoshein）中将指挥，隶属于白俄罗斯第一方面军第二坦克军（11月20日后改名第二近卫坦克军）。维斯瓦-奥得河攻势开始时，第一机械化军拥有175辆M4A2坦克，这些坦克均处于可正常作战状态。苏联红军虽已尽力为这些部队配备弹药，但结果差强人意：平均每辆坦克只能分到1.5个弹药基数。
来自第一机械化军第二一九近卫坦克旅的一辆坦克。其侧面带有第一机械化军的特殊标记。柏林，1945年4月
新的美国坦克在1944年冬至1945年春之间在战场上发挥了积极作用。期间的战斗发生在路况较好的地区，这无疑给这些坦克带来了优势。由于不需要面对积雪或泥泞的道路，美国坦克的高可靠性在战斗中发挥了决定性作用。
第一近卫机械化军的坦克率先进入维也纳。来自第一机械化军的M4A2坦克也发挥了重要作用，它们从西北包围了柏林。美国坦克还参加了解放布拉格的攻势。第九近卫机械化军在其中表现出色。这并非该部队的坦克最后一次出现在战场上。第九近卫机械化军M4A2坦克在对日作战中也有亮相。
开进中国战场的M4A2(76)W坦克。美国坦克在击败关东军的过程中发挥了积极作用
M4A2(76)W是根据租借法案大量交付给苏联的所有坦克中最出色的一款。它的特性可与T-34-85相媲美，是一款不折不扣的现代坦克。