VTV4 được phát sóng thử nghiệm từ tháng 1 năm 1995, với thời lượng từ 21h45 đến 22h45 trên vệ tinh Gorizont 24 của Liên bang Nga.[1]
Từ ngày 1 tháng 1 năm 1998, kênh chuyển sang phát trên vệ tinh Measat 1, tín hiệu được chuyển tiếp trên vệ tinh Thaicom 3.
Ngày 3 tháng 2 năm 1998, Phòng biên tập chương trình VTV4 thuộc Ban Thư ký Biên tập được thành lập. Cùng với đó, kênh VTV4 chính thức phát sóng với tên gọi "Chương trình dành cho đồng bào xa tổ quốc và bạn bè năm châu", phủ sóng toàn châu Á và châu Âu, với thời lượng 2 giờ hàng ngày, từ 00:00 đến 02:00 sáng.
Từ ngày 1 tháng 4 năm 1998, cùng với việc VTV3 tách kênh riêng trên vệ tinh, VTV4 nâng thời lượng phát sóng lên 4/7, từ 00:00 đến 04:00 sáng.
Ngày 27 tháng 4 năm 2000: Tín hiệu kênh VTV4 được chuyển tiếp trên vệ tinh Telstar 5, phủ sóng khu vực Bắc Mỹ. VTV4 chính thức phủ sóng toàn thế giới.[2]
Từ ngày 1 tháng 1 năm 2002, kênh tăng thời lượng phát sóng lên 8/7, từ 00:00 đến 08:00 sáng.[3] Cũng từ ngày này, tín hiệu kênh được chuyển tiếp trên vệ tinh Hot Bird, phủ sóng toàn bộ khu vực châu Âu.[4]
Theo Quyết định số 29 của thủ tướng Phan Văn Khải ký ngày 7 tháng 2 năm 2002, Phòng biên tập chương trình VTV4 được tách ra khỏi Ban Thư ký Biên tập và trở thành Ban Biên tập Đối ngoại. Đến năm 2004, Đài Truyền hình Việt Nam đổi tên Ban Biên tập Đối ngoại thành Ban Truyền hình Đối ngoại cho đến ngày nay.
Từ ngày 15 tháng 5 năm 2005, kênh được phát sóng liên tục 24/7, với chương trình chính từ 00:00 đến 08:00 và hai lần phát lặp lại từ 8h đến 24h trên toàn thế giới.[5] Trước đó, kênh chỉ phát sóng 24/7 trên vệ tinh Thaicom 3, phủ sóng châu Á, châu Phi và một phần châu Âu.
Từ năm 2006, kênh được phát sóng liên tục với thời lượng 24/7 cùng khung chương trình mới.
Từ ngày 22 tháng 6 năm 2015, kênh VTV4 được phát sóng chất lượng HD trên hệ thống truyền hình cáp kỹ thuật số của VTVCab.
Từ 00:05 ngày 31 tháng 3 năm 2018, Đài Truyền hình Việt Nam ngừng phủ sóng vệ tinh nước ngoài kênh VTV4 thông qua các vệ tinh Thaicom 5, Eutelsat Hot Bird 13B, Hispasat 30W-5, Galaxy 19.[6]
Logo kênh VTV4 HD (24/06/2015 - 31/12/2019; 08/01/2020 - 01/11/2022)
1 tháng 1, 1995 - 1 tháng 1, 1998: 21:45 - 22:45 hàng ngày.
1 tháng 1, 1998 - 1 tháng 4, 1998: 00:00 - 02:00 hàng ngày.
1 tháng 4, 1998 - 1 tháng 1, 2002: 00:00 - 04:00 hàng ngày.
1 tháng 1, 2002 - 15 tháng 5, 2005: 00:00 - 08:00 hàng ngày.
