Żołnierze amerykańskiej 1. Dywizji Piechoty są pierwszym, którzy dostali karabinki M4 zmodyfikowane do standardu M4A1.
Modernizacja M4 obejmuje wymianę lufy na cięższą, o grubszym profilu, dostosowaną do większej szybkostrzelności i bardziej odporną na nagrzewanie, a przede wszystkim zmianę mechanizmu spustowego w taki sposób, aby zastąpić tryb prowadzenia ognia 3-strzałowymi seriami przez ogień ciągły. Tym samym karabinek doprowadzany jest to standardu M4A1, który do tej pory trafiał jedynie do jednostek specjalnych.
Do tej pory zarówno M4, jak i wcześniejsze M16A2 i M16A4 pozbawione były takiej możliwości. W latach 1980., gdy projektowano te konstrukcje uważano, na bazie doświadczeń z Wietnamu, że strzelanie ogniem ciągłym jest marnowaniem amunicji, a polepszenie celności osiągnie się przez wprowadzenie tylko 3-strzałowej serii. Doświadczenia z konfliktu asymetrycznego w Iraku i Afganistanie jednoznacznie udowodniły, że jest to istotna cecha na polu walki. Szczególnie podczas intensywnej osłony ogniowej, obejmującej przyduszenie przeciwnika i, na przykład, ewakuację rannych.
Modyfikacja M4 obejmuje też dodanie obustronnego przełącznika rodzaju ognia. Dzięki temu poprawieniu ulega funkcjonalność – broń jest dostosowana do strzelców prawo- i leworęcznych. Karabinek doprowadzony do standardu M4A1 jest o ok. 0,25 kg cięższy od bazowego M4, przy czym masa liczona jest z chwytem przednim, zapasowym, składanym celownikiem oraz pasem nośnym.
Pierwsze tak zmodyfikowane konstrukcje trafiły do rąk żołnierzy 1. Dywizji Piechoty, słynnej Wielkiej Czerwonej Jedynki (Big Red One), stacjonującej w Fort Riley. Nie podano jednocześnie do jakich brygadowych zespołów bojowych trafią w pierwszej kolejności.
Decyzja o dostosowaniu M4 do standardu M4A1 została podjęta mniej więcej w rok po zamknięciu projektu Individual Carbine, czyli poszukiwań następcy M16/M4. Przedstawiciele PEO Soldier, agencji zajmującej się testowaniem i wprowadzaniem nowego uzbrojenia, uznali, że żadna ze zgłoszonych propozycji nie okazała się na tyle lepsza od dotychczas używanej broni, aby uzasadniało to jej zastąpienie (Następcy M4 nie będzie, 2013-06-14).
Obecnie PEO Soldier rozważa możliwość dalszej modyfikacji M4. Obejmuje to wprowadzenie poprawionego suwadła i zamka, nowego, dłuższego zespołu szyn montażowych, składanej podstawy muszki, jak też wprowadzenie bardziej precyzyjnego mechanizmu spustowego. Bada się też możliwość powszechnego zaopatrzenia żołnierzy w tłumiki dźwięku.
Szacuje się, że US Army wyda ok. 120 mln USD (366 mln zł) na przeróbkę 500 tys. karabinków M4 do standardu M4A1 (wprowadzonego do USSOCOM w 1994). Operacja ma potrwać do 2019, a koszt modyfikacji to ok. 240 USD (730 zł) za sztukę (Ponownie opóźniona modyfikacja M4, 2013-04-06; FNMI, a nie Remington, 2013-04-01).
Przeróbki realizowane są na miejscu w Fort Riley, przez specjalistów z warsztatów Anniston Army Depot i Tank-Automotive Command z tempie 300 karabinków dziennie, co oznacza przezbrojenie w zmodyfikowane M4 mniej więcej jednej brygady tygodniowo. Części do modyfikacji dostarczane są do Anniston Army Depot w stanie Alabama, gdzie następuje mocowanie luf do komór zamkowych. Następnie transportowane są do bazy wojskowej Fort Riley, gdzie modyfikuje się mechanizmy spustowe. I tam za pomocą maszyn do grawerowania laserowego następuje naniesienie nowych oznaczeń, czyli zamiana nazwy M4 na M4A1 oraz zastąpienie napisu BURST (ogień seryjny) na komorze spustowej przez AUTO (ogień ciągły).