Pierwsze BTR-4E „Bucefał”, z bojowym modułem BM-7 „Parus”, przekazane Gwardii Narodowej pochodziły z kontraktu irackiego – partii wybrakowanych wozów, których nie przyjął zamawiający. Kolejne BTR-y docierały do Gwardii Narodowej (NGU) i Sił Zbrojnych (SZU) zarówno z owego kontraktu, jak i z zamówień późniejszych. BTR-4 uważany jest na Ukrainie za sukces własnego przemysłu zbrojeniowego oraz nośnik bazowy dla wielu pojazdów specjalistycznych.

Pierwsze 4 BTR-4E przekazano jednostce sił specjalnych Gwardii Narodowej (oddziałowi Centrum Antyterrorystycznego (ATC), czyli byłemu specnazowi MSW „Omega”) w maju 2014 r.  Przekazanie wozów bojowych, w obecności premiera Arsenija Jaceniuka, miało miejsce w obozie polowym pod blokowanym przez siły rządowe Słowiańskiem. BTR-4E NGU zaczęły pełnić służbę bojową na błok-postach wokół Słowiańska, a potem w innych zapalnych punktach.

BTR-4E z tzw. kontraktu irackiego z 2009 r. to wozy bądź zwrócone przez Irakijczyków, bądź prosto z fabryki, montowane dla zamawiającego. Kontrakt iracki z 2009 r., podpisany wówczas gdy  zakłady kooperujące w produkcji transportera nie były dostatecznie do tego przygotowane (stąd wynikłe później problemy technologiczne), zakładał dostarczenie dużej serii 420 transporterów typu BTR-4 w kilku wariantach: 270 liniowych z bojowym modułem BM-7 Parus, 70 dowodzenia BTR-4K, 30 dowódczo-sztabowych BTR-4KSz, 30 ewakuacji medycznej BSEM-4K oraz 10 zabezpieczenia technicznego BREM-4K.

20 maja 2014 r. w mediach ukraińskich pojawiła się informacja o zamówieniu dla Ministerstwa Obrony i Ministerstwa Spraw Wewnętrznych 194 BTR-4. Od tego momentu BTR-4 zaczęto dostarczać nie tylko do jednostek operacyjnych Gwardii Narodowej, ale także jednostek aeromobilnych SZU (m.in. do 25. Brygady Powietrznodesantowej oraz 95. Brygady Aeromobilnej).

Wykorzystanie bojowe BTR-4 w Iraku i na Ukrainie pozwoliło zebrać liczne doświadczenia dotyczące zarówno samego wozu, jak i jego bojowej eksploatacji. Oceny te – dodajmy niejednoznaczne – wpłynęły później na wprowadzenie dziesiątek zmian w samej konstrukcji i wynikającego z tego rozwoju transportera – według niektórych źródeł wprowadzono około 100 ulepszeń i modyfikacji w stosunku do nośnika bazowego.

Pierwsze niepochlebne opinie o transporterze płynęły rzecz jasna z Iraku. Irakijczycy mieli wiele zastrzeżeń do armaty ZTM-1 (zacinała się) oraz do jakości pancerza (występowały pęknięcia w strukturze kadłuba). 42 transportery BTR-4E załadowane w ładowni statku „Se Pacifica” „błąkały się” po Zatoce Perskiej przez kilka miesięcy, żeby z początkiem stycznia 2014 r. wrócić na Ukrainę.

Poza zwróconymi 42 wozami „irackimi”, Zakłady im. Małyszewa przekazały Gwardii Narodowej kolejne 16 BTR-4, które montowane były jeszcze z myślą o realizacji kontraktu.

Mimo problemów technicznych irackie BTR-4E uczestniczą w działaniach bojowych, m.in. w chwili obecnej pod Falludżą. Ciekawy jest los jednego z transporterów, który zdobyty przez bojowników kalifatu przerobiony został na VBIED, a następnie odbity przez siły irackie. Wojna w Iraku (i na Donbasie) pokazała, że w wielu przypadkach sprawdzają się fabrycznie montowane ekrany listwowe, natomiast straty irackich „czwórek” to głównie wozy porzucone.

Jeszcze więcej doświadczeń przyniósł konflikt na wschodzie Ukrainy. Początkowo BTR-4 stał na błok-postach wzmacniając ich obronę i zbierając dobre opinie dotyczące uzbrojenia i opancerzenia, skuteczne były także fabrycznie montowane ekrany listwowe na kadłubie (podobnie jak w Iraku). Na tym etapie walk ostrzał wozu prowadzono głównie z moździerzy, RPG-7, karabinów maszynowych, czy wyborowych, więc pancerz czy odporność szyb oceniano jako wystarczające. Późniejsza eskalacja walk, wraz z wprowadzeniem artylerii oraz broni pancernej, postawiła przed transporterem nowe wyzwania, jednakże straty nie były wielkie (do jesieni 2014 r. stracono kilka „czwórek” w wyniku pożarów, jeden wóz został zdobyty przez nieprzyjaciela), głównie z racji relatywnie małej liczby wozów i ich ograniczonego operacyjnego zastosowania.

Do jesieni 2014 BTR-4 przekazywano głównie NGU, z czasem zaczęto także wyposażać w nie jednostki SZU – oddziały aeromobilne. Bodaj jako pierwsza jednostka w BTR-4 została wyposażona 25. Brygada Powietrznodesantowa, która – co oczywiste – częściowo utraciła zdolności desantowania, chociaż wciąż jeszcze dysponuje pozostałościami wozów bojowych desantu.

Doświadczenia z Donbasu i Iraku wskazują, że jednym z podstawowych problemów BTR-4E jest konieczność uruchomienia silnika by zapewnić zdolności pracy modułu bojowego. W skrajnych sytuacjach, np. w trakcie  zajmowania pozycji bojowych, wymagało to pracy silnika przez cały czas lub improwizowanego podłączenia się do agregatu zewnętrznego.

Występujący w jednym z ukraińskich filmów, dostępnych w Sieci, oficer 25. Brygady wypowiadał się o BTR-4E bardzo niepochlebnie osądzając, że jest to wóz „absolutnie niepraktyczny”, mało zwrotny i w realiach bojowych często nieoperacyjny. W batalionie na 30 wozów sprawnych sprawnych miałoby być jakoby zaledwie sześć. Tyle tylko, że na to, czy park maszynowy jest sprawny czy nie, wpływa wiele czynników (np. kultura obsługi technicznej i eksploatacji, dostepnośc części zamiennych itd.), niekoniecznie sama konstrukcja. Pomijając już fakt, że desantnicy „ciepło” wypowiadają się o swoich dawnych BMD, problem z BTR-4 (i nie tylko) wynika z braku wykwalifikowanych kadr zarówno przy codziennej eksploatacji, jak i remontów (problem szczególnie zarysowuje się po upływie gwarancji, kiedy transporterami przestają zajmować się specjaliści fabryczni).

Do wad transportera można zaliczyć dużą masę, wymuszającą pracę podzespołów zawieszenia i silnika na dużym obciążeniu, małą zwrotność, duże obciążenie skrzyni biegów oraz – co już wspomniano wyżej – wyłączenie modułu bojowego przy zgaszonym silniku. Zastosowanie dużej, kanciastej, bezzałogowej wieży Parus sprawa, że masywny transporter jest stosunkowo wysoki (wysokość BTR-4E to 3050 mm, natomiast BTR-70/80 – 2350 mm).

Za zaletę niewątpliwie można uznać moduł bojowy, który jeśli już pracuje, dysponuje niezłym systemem ognia, szczególnie kiedy został wyposażony w nowoczesne ukraińskie środki przeciwpancerne (ppk Barier). Wielu analityków wskazuje także na korzystną cenę transportera (korzystny stosunek ceny do produktu).

Doświadczenia bojowe skutkowały wprowadzeniem wielu zmian w transporterze bazowym. W prezentowanym BTR-4EM – jak można odczytać indeks jest to wersja eksportowa z modyfikacjami - wzmocniono ochronę przeciwminową dna dodając płytę pancerną, wieża (moduł bojowy „Parus”) osłonięta została, tak jak korpus, fabrycznie montowanymi ekranami listwowymi, zamontowano także pomocniczy agregat zasilający oraz nowy system klimatyzacyjny.

BTR-4 ma w dalszym ciągu możliwości rozwojowe – ostatnią jego wersją jest zmodernizowany wóz pływający, przeznaczony dla piechoty morskiej jednego z zainteresowanych krajów (być może Indonezji).

Tymczasem BTR-4 i maszyny specjalistyczne na jego bazie będą zasilać gwardię i armię naszego wschodniego sąsiada, tym bardziej, że wykonaniem korpusów transportera zajmują się już trzy ukraińskie zakłady.

23 marca 2016 r. przekazano w Charkowie kolejną partię BTR-4 – 15 liniowych i 1 dowódczy – tym razem z importowanym niemieckim silnikiem Deutza, co jest wynikiem „standaryzacji” z NATO.