Ришар прибыл с десятью сотрудниками, большинство из которых наивно надеялось строить самолеты по своим проектам. Конструкторское бюро, получившее наименование ОПО-4, поместили на территории завода No. 28 на Красной Пресне. Действительность оказалась гораздо более прозаичной, чем ожидали французы, поэтому уже в октябре 1928 г. из приехавших осталось только трое: сам Ришар, зав. секцией плазов Ожэ и зав. общих видов Лавиль.

В январе 1930 г. в перечне работ ОПО-4 среди прочего значился двухместный истребитель. Разработка машины началась уже после того, как Ришар покинул Союз; из приехавших специалистов оставался только Анри Лавиль. По свидетельству современников, он являлся открытым и приветливым человеком; усвоив русский язык, конструктор быстро утвердился в своей роли, несмотря на совсем непростые условия работы в Советском Союзе. Группа Лавиля, в которую вошли другие бывшие сотрудники ОПО-4 С. А. Лавочкин, С. Н. Люшин, Л. С. Каменномостский, Фельснер, начала работать в рамках бюро новых конструкций (БНК) на территории завода No. 39.

Тактико-технические требования на двухместный истребитель ДИ-4 были определены в мае 1930 г. Самолет создавался под впечатлением проходящего испытания немецкого К-47, поэтому подразумевалось, что и отечественный истребитель должен продемонстрировать не худшие показатели. В качестве силовой установки планировалось использовать новый двигатель М-34 мощностью 760 л.с. Самолет с этим мотором должен был иметь следующие характеристики:

• Скорость на высоте 3000м - не менее 300-320 км/ч.
• Практический потолок - не менее 8000 м.
• Время набора высоты 5000 м - 10-12 мин.
• Дальность - 900-1000 км.
• Полезная нагрузка - 410 кг.
• Оборонительное вооружение - 2 пулемета ДА на ТУР-7.

В качестве наступательного вооружения предполагалась установить пушку калибром 20-30 мм, но это требование скоро сняли.

Спустя несколько месяцев после начала работ для самолета выбрали новый двигатель - американский Кертисс "Конкверор" мощностью 625/700 л.с. Именно с этим двигателем во второй половине 1930 г. началось изготовление ДИ-4. Полноразмерный макет самолета рассмотрели и утвердили 17 сентября 1930 г.

ДИ-4 был выполнен по схеме подкосного высокоплана, в котором подкосы опирались на элементы шасси. Такая схема получила распространение именно во Франции во 2-й половине 1920-х годов. Конструкция - цельнометаллическая, в основном дюралевая. Обшивка гладкая, тонкая, с редкими подкреплениями, что при недостатке опыта изготовления приводило к появлению хлопунов и неровностей. Крыло спроектировано в виде "чайки" для улучшения обзора из кабины пилота; ребра нервюр снаружи. Топливо размещалось в двух фюзеляжных баках общей емкостью 230 кг. Вооружение состояло из 4-х синхронных пулеметов ПВ-1 и одного кормового пулемета ДА на шкворневой установке. В противоположность обычной практике изготовление ДИ-4 длилось достаточно долго: сказывалась новизна конструкции и необходимость освоения технологии гладких металлических обшивок. В конце 1932 г. самолет был построен, и в начале 1933 г. начались его испытания. После проведения заводских испытаний и ряда усовершенствований 5 мая машину доставили с завода No. 39 на Центральный аэродром, а 7 мая перегнали в Щелково, на аэродром НИИ ВВС. Государственные испытания велись в период с 8-го по 22 мая 1933 г.

Было признано, что ДИ-4 построен по устаревшей схеме (крепящиеся на шасси подкосы); отмечалось, что само шасси очень сложное и неудобное в обслуживании. Значительным недостатком виделся большой вес конструкции, а кроме того, нарекания вызвало и крыло: сделанное в виде "чайки" для улучшения обзора, оно на самом деле не обнаружило этого преимущества по причине использованного толстого профиля. Самолет с трудом входил в штопор, однако прекрасно из него выходил; в остальном летные качества оценивались как невысокие.

В дальнейшем намечалось использовать вместо двигателя Кертисс "Конкверор" отечественный М-32. Однако после того как выяснилось, что переделки при этом потребуются весьма и весьма существенные, совершенствование машины решили не продолжать и от ее серийного производства отказаться. Опытный экземпляр оставили в НИИ ВВС, где, начиная с июля 1934 г., ДИ-4 использовался в испытательных полетах для сравнения характеристик других опытных истребителей.