В 1958 г. приступили к созданию поисково-спасательного вертолета, оснащенного радиотехническими средствами обнаружения. Главной особенностью машины (Ми-4ПС) стало наличие РЛС «Рубин-В», ранее апробированной на противолодочном Ми-4М. Кроме того, в кабине установили два дополнительных топливных бака, по бортам смонтировали бомбодержатели для световых маяков и авиабомб-красителей водной поверхности. Вертолет оснастили надувными баллонетами, позволявшими садиться на воду. Испытания Ми-4ПС проводились на Химкинском водохранилище в Москве осенью 1959 г. и весной 1960 г. В целом они .прошли успешно, отмечалось, что режимы взлета-посадки не представляют трудностей, возможно свободное руление по воде со скоростью 15–20 км/ч. Основным недостатком машины стала значительно возросшая масса пустого снаряженного вертолета. В ОКБ проделали большую работу по повышению весового совершенства Ми-4ПС, после чего он выпускался серийно.

В санитарном варианте в грузовой кабине размещались 8 съемных носилок для лежачих больных, место медработника со столиком и медоборудованием. Некоторые Ми-4 переоборудовались в «летающие операционные». В этом случае в грузовой кабине устанавливали операционный стол, хирургическое оборудование, средства освещения. Известны случаи использования «четверки» как «летающей поликлиники». Так, в 1963 г. в Тандымском районе Узбекистана (позже — в иных районах) в течение месяца успешно работала бригада врачей, состоявшая из терапевта, фтизиатра, рентгенолога, окулиста, эпидемиолога и акушера-гинеколога. Необходимое медоборудование располагалось на борту.