Вращение башни осуществлялось механизмом поворота, имевшим два привода: ручной и электрический. Планетарный блок механизма поворота допускал раздельную и совместную работу этих приводов без каких-либо переключений.
Пушка Д-25Т калибра 122 мм была спарена с 12,7-мм пулеметом ДШК. На башне танка ставился на зенитной турели второй пулемет ДШК, снабженный коллиматорным прицелом К8-Т.
Для наведения пушки и спаренного пулемета применялся механизм поворота башни, секторный подъемный механизм и система командирского управления с электроприводом. Стрельба из пушки велась прямой наводкой с помощью телескопического шарнирного прицела ТШ-45, а с закрытых позиций — с помощью бокового уровня и угломерного круга на погоне башни.
Боекомплект состоял из 30 выстрелов раздельного заряжания. Особенностью боеукладки ИС-4 было размещение снарядов в специальных металлических кассетах. Каждая кассета состояла из цилиндра, амортизационной пружины и пружинного запора. В кассетах для бронебойных снарядов был вставлен дополнительный стакан (между амортизационной пружиной и головкой снаряда), а в кассетах для осколочно-фугасных — колпак-предохранитель для головного взрывателя. Для бронебойно-трассирующих снарядов имелось 12 кассет, для осколочно-фугасных гранат — 18. Держатели замков бронебойных снарядов окрашивались в красный цвет, осколочно-фугасных гранат — в желтый.
ИС-4
Боекомплект 12,7-мм патронов состоял из двух укладок по 500 штук в каждой. В одной укладке патроны снаряжались в ленты по 50 штук в каждой и укладывались в магазины-коробки, две из которых находились на пулеметах. Во второй укладке патроны в пачках заводской упаковки хранились в четырех брезентовых сумках.
На танке был установлен 12-цилиндровый, четырехтактный, V-образный бескомпрессорный дизель В-12 жидкостного охлаждения с рабочим объемом 38 800 см³ и максимальной мощностью 750 л.с. (552 кВт) при 2100 об/мин. Он отличался от своих предшественников семейства В-2 главным образом наличием приводного центробежного невыключающегося нагнетателя.
Топливная система включала в себя три основных встроенных топливных бака общей емкостью 410 л. Четыре дополнительных топливных бака по 90 л каждый устанавливались снаружи танка на корме. Вместо топливного насоса НК-10 (как у В-2) применялся двенадцатиплунжерный насос НК-12.
Кроме того, у двигателя В-12 были внесены изменения в конструкцию картера, головок блока, форсунок, распределительного вала, выпускных клапанов, масляного фильтра и водяного насоса. Два осевых горизонтальных вентилятора обеспечивали охлаждение радиаторов. Запуск двигателя в холодное время года облегчался за счет подогрева всасываемого воздуха. Воздухоочистители — типа «Мультициклон», двухступенчатые, с бункером для сбора пыли.