Заказ на изготовление первой партии из 225 серийных Mystere IVA был получен в апреле 1953 года, первые 50 самолетов получили ТРД Tay Mk 250A, их максимальная взлетная масса составляла 7250 кг, а максимальная скорость - 1110 км/ч (М=1,035). Позже эти самолеты переоснастили более мощными ТРД Verdon 350, а максимальную взлетную массу увеличили, что позволило использовать самолеты в качестве истребителей-бомбардировщиков с подвесным вооружением.

Благодаря своим отличным характеристикам самолет был выбран комитетом НАТО как перспективный многоцелевой истребитель. В апреле 1953 года в следствии этого решения Secrétariat d'Etat à l'Air  заказал фирме Dassault 225 самолетов. Финансирование их приобретения взяла на себя NATO Military Assistance Program. Всего было построено 451 истребителя , в том числе 242 для Armée de l'Air, серийное производство машин завершено в октябре 1958 года. Самолет стал экспортным "хитом": 110 единиц закупила Индия, 60 - Израиль. В ВВС этих стран их ожидала весьма бурная биография.

Боевой дебют как французских, так и израильских "Мистэров" состоялся во время Суэцкого кризиса. MD.454 Mystere IV был широко использован в различных конфликтах - во время Суэцкой компании (1956), Индией против Пакистана в 1965 году и во время "Шестидневной войны" Израиля (1967). Истребитель состоял на вооружении до 1975 года, однако его тренировочный вариант сохранился в ВВС Франции до начала 80-х.

Кроме того был изготовлен так же вариант Mystere IVB - от Mystere IVA получил крыло, горизонтальное оперение и основные опоры шасси, но аэродинамика улучшена. Прототип выполнил первый полет 16 декабря 1953 года с двигателем Rolls-Royce Avon RA.7R тягой 44,67 кН на форсаже; на втором прототипе установили двигатель SNECMA Atar 101F-12, на третьем - Atar G-2 тягой на форсаже 44,13 кН; на серийных самолетах планировалось ставить ТРДФ Atar 101G-31, однако в серию не передавался из-за появления Super Mystere В2.

Двухместный ночной перехватчик M.D.454 Mystere IVN проектировался параллельно с Mystere IVB. Првый полет прототип самолета выполнил 16 июля 1954 года - самолет был оснащен ТРДФ Avon RA.7R; над носовым воздухозаборником в обтекателе установлена РЛС APG-33; вооружение - две 30-мм пушки DEFA 551 и подвесной блок с 52 ракетами калибра 68 мм; от серийного производства отказались в пользу перехватчика Sud-Aviation Vautour.