E4系は200系置換用として1997年から2003年に26編成208両が製造されました。
アルミ合金製の全車2階建車両で、E1系と同様にMaxの愛称が与えられています。分割・併合に対応し、E4系同士の16両編成や400系・E3系つばさと連結運転が可能です。東北新幹線・上越新幹線ですが、一部編成は北陸新幹線への乗り入れるため急勾配区間走行対応や60Hz対応車として製造されました。
E5系増備により2012年9月28日をもって東北新幹線での運用を終了しました。2013年からは廃車が始まっています。2014年から2016年には帯色がピンク色に変更されました。