L-4 was initially assigned to the Fifth Division, Submarine Flotilla, Atlantic Fleet, as of 5 May 1916, and she conducted her shakedown in the waters off New England, from 4 May–22 June 1916. After these exercises, she proceeded to the Philadelphia Navy Yard, where she remained until 1 July. L-4 operated with Division Five, until the need for battery repairs forced her in to New London, Connecticut. She remained there through 13 September, and then proceeded to the Boston Navy Yard, in company with the destroyerMacdonough. Both arrived later that day. After a short overhaul, she departed Boston, on 27 October, and continued to conduct training in the waters off New England, until 2 December. The submarine conducted her first preliminary torpedo practice in Block Island Sound, on 28 November. Making her way southward, via the Delaware Breakwater, Hampton Roads, Virginia, and the Norfolk Navy Yard, in Portsmouth, Virginia, she arrived at Key West, Florida on 23 December, where she spent the Christmas holidays, before arriving at Havana, Cuba, on 30 December.^[5]

Having spent the New Years' holidays at Havana, L-4 cleared the Cuban capital on 2 January 1917, and arrived, later that day at Key West. Remaining there until 22 January, she got underway bound for Pensacola, Florida, via the Dry Tortugas, and arriving at her destination, on 28 January. She spent the succeeding weeks operating along the Gulf coast, from Pensacola and Mobile, Alabama, well into March.^[5]

During this time, the Atlantic Fleet was conducting its annual winter training in the waters off Cuba, when Imperial German's resumption of unrestricted submarine warfare on 1 February, resulted in increased tensions with the US. The fleet initially consolidated in Guacanayabo Bay, Cuba, then re-located to the sheltered waters of the lower Chesapeake Bay and the York River, Virginia.^[5]

L-4 was dispatched to Galveston, Texas, during this time, and was then forced to go to Pensacola, where she was required to engage in engine repair work that required the removal of deck plates and the hoisting of a burnt out armature. Making her way back to the Virginia capes, via Key West, L-4 arrived at Hampton Roads, on 5 April.^[5]

The day following her arrival, 6 April 1917, the US declared war on Germany and entered the Great War. The day of this declaration, L-4 shifted to the Norfolk Navy Yard. Upon clearing the yard on April 16, she moved up the York River, and joined the fleet assets at Yorktown, Virginia. The submarines of the flotilla operated in the Chesapeake Bay, conducting tactical exercises with a number of the fleet's surface vessels in Tangier Sound. On 4 May, Bushnell, along with L-1, L-2, L-3, and L-4, departed from York Spit, Virginia, bound for the Philadelphia Navy Yard, and arrived the next day. On 6 May, L-3 and L-4 collided with Swallow, at the Philadelphia Navy Yard. AdmiralHenry T. Mayo, Commander, Atlantic Fleet, issued letters of reprimand to the commanding officers of L-3 and L-4, for their improper handling of their boats and "carelessness in the performance of duty".^[5]

In June 1917, Vice AdmiralWilliam S. Sims, Commander, US Naval Forces in European Waters, in June 1917, cited British success in using submarines as submarine hunter-killers in antisubmarine warfare (ASW). The Allied submarines, with their lower profiles, could approach U-boats more stealthily than larger surface patrol vessels. On 2 July, Admiral William S. Benson, Chief of Naval Operations, ordered the twelve most suitable submarines on the Atlantic coast be fitted out for duty in European waters. L-4 underwent extensive overhaul at Philadelphia, to prepare her for distant service. On 14 November, the boat departed Philadelphia, and conducted submerged and surface maneuvers off Lewes, Delaware, and returned that night.^[5]

L-4, in company with L-1, L-2, L-3, L-9, L-10, and L-11, along with E-class submarine E-1, and the submarine tenders Bushnell, with CaptainThomas C. Hart, Commander, Submarine Flotilla embarked, and Fulton, cleared Philadelphia, on 18 November 1917, and proceeded to New London, Base No. 22, via Montauk Point, New York, and arrived on 20 November. She then conducted maneuvers in Long Island Sound, until 29 November, before moving on to the Torpedo Station, at Newport, Rhode Island, From there, L-4 departed on 4 December, bound for European waters via Melville, Rhode Island. Having charted a direct course to the Azores, Hart's force ran into a gale which scattered them and required them to pause and re-assemble at the Royal Naval Dockyard, Bermuda, Base No. 24, on 13 December.^[5]

หลังจากพักอยู่ที่เบอร์มูดาช่วงหนึ่ง เรือL-4ออกเดินทางในวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2461 มุ่งหน้าไปยังหมู่เกาะอะโซเรส เธอมาถึงปอนตาเดลกาดาฐานทัพหมายเลข 13 พร้อมกับเรือลากจูงGenesee , L-3และE-1ในวันที่ 12 มกราคม พ.ศ. 2461 เรือ Bushnell , Geneseeและเรือดำน้ำL-1 , L-2 , L-4 , L-10และL-11 ถูกส่งไปยัง หมู่เกาะอังกฤษและออกจากปอนตาเดลกาดาในวันที่ 22 มกราคม พวกเขามาถึงควีนส์ทาวน์ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อโคบ์ ฐานทัพหมายเลข 6 ประเทศไอร์แลนด์ ในวันที่ 27 มกราคม พ.ศ. 2461 ^{[ 5 ]}

เมื่อมาถึงเขตสงคราม เพื่อแยกความแตกต่างจากเรือดำน้ำชั้น L ของอังกฤษเรือของสหรัฐฯ จึงได้รับการกำหนดชื่อใหม่โดยเพิ่มคำต่อท้าย "A" (อเมริกัน) และตัวอักษรและตัวเลขที่ระบุตัวตนของเรือเหล่านี้จะถูกทาสีลงบนส่วนหัวเรือของเรือสหรัฐฯ^{[ 5 ]}

ผู้บัญชาการเรือดำน้ำสหรัฐฯ ที่ประจำการอยู่แนวหน้าคือ กัปตันฮาร์ท บนเรือบุชเนลล์แม้ว่าจะอยู่ภายใต้การบังคับบัญชาอย่างเป็นทางการของพลเรือโทซิมส์ แต่เรือดำน้ำสหรัฐฯ ของฮาร์ทในไอร์แลนด์อยู่ภายใต้ การบังคับบัญชา ของพลเรือโทเซอร์ลูอิส เบย์ลีย์ผู้บัญชาการสูงสุดประจำชายฝั่งไอร์แลนด์และผู้บัญชาการเรือดำน้ำของเขาคือกัปตันเซอร์มาร์ติน อี. แนสมิธซึ่งต่อมาคือดันบาร์-แนสมิธ เบย์ลีย์สั่งให้ฮาร์ทส่งเรือดำน้ำออกทะเลครั้งละหนึ่งลำเท่านั้น และต้องแจ้งให้เจ้าหน้าที่ราชนาวีทราบถึงการออกเดินทางและการกลับมาเสมอ พื้นที่ลาดตระเวนของพวกเขายังจำกัดอยู่เฉพาะบริเวณนอกชายฝั่งของประภาคารฟาสต์เน็ตเพื่อหลีกเลี่ยงการลาดตระเวนของอังกฤษและเพื่อหลีกเลี่ยงเหตุการณ์ยิงพวกเดียวกันเอง ที่อาจถึงแก่ชีวิตได้ ^{[ 5 ]}

ฐานทัพที่ควีนส์ทาวน์พิสูจน์แล้วว่าไม่เหมาะสมสำหรับกองพล ที่ห้าของเรือ โทฮาโรลด์ เอ็ม. เบมิสเนื่องจากยังทำหน้าที่เป็นกองบัญชาการของกองกำลังลาดตระเวนผิวน้ำด้วย ส่งผลให้เรือดำน้ำของสหรัฐฯ ถูกย้ายไปยังฐานทัพที่คาสเซิลทาวน์ เบเร (เบเรฮาเวน) อ่าวแบนทรีเมื่อวันที่ 5 กุมภาพันธ์^{[ 5 ]}

ในวันต่อมา ตั้งแต่วันที่ 6–16 กุมภาพันธ์ กองพลได้ฝึกซ้อมในอ่าวแบนทรี โดยทำการดำน้ำและซ้อมรบทางยุทธวิธีภายใต้การดูแลของผู้บัญชาการกองเรือดำน้ำของราชนาวีอังกฤษ ซึ่งประจำการอยู่ที่เบเรฮาเวนเช่นกัน เจ้าหน้าที่เรือดำน้ำของสหรัฐฯ ยังได้ฝึกซ้อมด้วยอุปกรณ์ "เกมจำลองสงครามโจมตีเรือดำน้ำ" บนเรือสนับสนุนเรือดำน้ำHMS Vulcan อีก ด้วย ^{[ 5 ]}

การลาดตระเวนของเรือดำน้ำอเมริกันจะเป็นไปตามรอบแปดวัน โดยจะมีแปดวันในการลาดตระเวนและแปดวันในท่าเรือเพื่อซ่อมบำรุง จัดหาเสบียง และพักผ่อนเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการลาดตระเวนแปดวันครั้งต่อไป^{[ 5 ]}

เมื่อวันที่ 1 มีนาคมAL-4ได้รับคำสั่งให้เดินทางไปยังอู่ ต่อเรือ Haulbowlineที่เมืองควีนส์ทาวน์ พร้อมกับAL-2โดยมีเรือสลูปHMS Crocus  คอยคุ้มกัน พวกเขาเข้าเทียบท่ากับเรือ Melvilleที่เมืองควีนส์ทาวน์เมื่อวันที่ 6 มีนาคม เมื่อการซ่อมบำรุงเสร็จสิ้น เรือก็ออกจากอู่และมุ่งหน้ากลับไปยังเบเรฮาเวน^{[ 5 ]}

ขณะเดินทางจากควีนส์ทาวน์ไปยังเบเรฮาเวน ในวันที่ 20 มีนาคม 1918 เรือAL-4ได้พบเห็นกล้องส่องทางไกลใต้น้ำ ของเรือ ดำน้ำอยู่ห่างออกไปประมาณ300 หลา (900 ฟุต; 270 เมตร) ทางด้านขวาของ หัวเรือ ผู้บังคับเรือจึงหันหางเสือไปทางขวาอย่างแรงและแล่นผ่านจุดที่สังเกตเห็นเรือดำน้ำ กล้องส่องทางไกลใต้น้ำหายไป เห็นได้ชัดว่าเรือข้าศึกดำลงใต้น้ำเพื่อหลบหลีกเรือดำน้ำของสหรัฐฯ หลายสัปดาห์ต่อมา ในวันที่ 12 เมษายน เรือ AL- 4ได้พบเห็นเรือดำน้ำอีกครั้งและยิงตอร์ปิโด แต่ไม่เป็นผล ในระหว่างการลาดตระเวนอีกครั้งภายในสองสัปดาห์ในวันที่ 24 เมษายนเรือ AL-4แล่นอยู่บนผิวน้ำและได้พบเห็นเรือดำน้ำในระยะประมาณ1,000 หลา (3,000 ฟุต; 910 เมตร)เรือเข้าใกล้และยิงตอร์ปิโดใส่เรือดำน้ำที่ต้องสงสัย แต่ตอร์ปิโดไม่ระเบิด จากนั้น AL-4ก็มุ่งหน้าไปหาเธอโดยตั้งใจจะพุ่งชนแต่เรือดำน้ำของเยอรมันดำลงอย่างรวดเร็วและหลบหนีไปโดยไม่มีการติดต่อใดๆ อีก เรือดำน้ำกลับไปยังฐานทัพที่เบเรฮาเฟนในวันที่ 1 พฤษภาคม ในวันที่ 18 พฤษภาคมAL-4กำลังแล่นลาดตระเวนอยู่ เมื่อลูกเรือที่ไม่มีประสบการณ์คนหนึ่งเปิดวาล์วผิด ทำให้สูญเสียการควบคุมและตกอยู่ในอันตราย สถานการณ์ได้รับการแก้ไขอย่างรวดเร็วและเรือก็ไม่จม^{[ 5 ]}      

While underway on 1 June 1918, in poor visibility, the submarine spotted Terry about 4,000 yd (2.3 mi; 3.7 km)astern. When the destroyer spotted AL-4, she changed course and sped toward the submarine. When the submarine deployed a smoke grenade, it exploded and caused Terry to believe that she was being fired upon. The destroyer opened fire with her forward gun, and eventually straddled the submarine. The submarine then detonated two smoke grenades, which deployed appropriately, and she turned into the wind to slow down. With that the destroyer ceased firing and proceeded south while dispatching a warning that there was a German U-boat reported in the area. AL-4 returned to her base the next day.^[5]

The boat got underway for her eighth war patrol, on 12 July 1918. Enroute, she engaged in a training exercise with target runs on AL-2, in Bantry Bay. Having completed the exercise, she cleared the bay enroute to patrol station "QA", via "Route A". At 07:08, she sighted a vessel two points on the port bow. Suspecting that it was a U-boat, AL-4 submerged to attack. As she closed with the ship, the latter proved to be a trawler. She then changed direction and later surfaced and continued her transit to the patrol area. Later in the summer, on 30 August, AL-4 was mistaken for a U-boat while on patrol and fired upon by two different armed merchantmenfour miles (6.4 km) west of the Fastnet lighthouse. In all twenty shots were fired, despite AL-4 repeatedly flashing recognition signals. The boat was not hit and she dived and ran submerged to break contact.^[5]

AL-4 was at Devonport, England, from 1 September–15 October, undergoing refit and overhaul. She received orders directing her to remain at Devonport, for a week after her yard work, to carry out experiments in conjunction with US submarine chasers stationed there. Afterward, she was to proceed to Queenstown. She departed Plymouth, England, Base No. 27, on 21 October, enroute to Bantry Bay. She remained at Berehaven, and operated in Bantry Bay, from 25 October–22 November. During this period, on 11 November, the Armistice went into effect and "The Great War" ceased.^[5]

AL-4ออกจากเบเรฮาเวนเมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน 1918 และย้ายไปควีนส์ทาวน์ เธอออกจากฐานทัพหมายเลข 6 เมื่อวันที่ 25 พฤศจิกายน และเดินทางไปยังพอร์ตแลนด์ ประเทศอังกฤษ พร้อมกับAL-10เรือดำน้ำทั้งสองลำมาถึงในวันถัดไป เมื่อวันที่ 7 ธันวาคม สมาชิก 15 คนของAL-4 เดินทางไปยังฮาร์วิชประเทศอังกฤษ เพื่อปฏิบัติหน้าที่ที่เกี่ยวข้องกับเรือดำน้ำเยอรมันที่ยอมจำนน นักดำน้ำชาวอเมริกันช่วยคณะกรรมการตรวจสอบU-164ซึ่งเพิ่งได้รับการประจำการเมื่อวันที่ 17 ตุลาคม 1918 เพียงเล็กน้อยก่อนการสงบศึก เมื่อวันที่ 1 มกราคม 1919 U-164 ถูกส่งมอบให้กับอังกฤษในสภาพดี ต่อมาถูกแยกชิ้นส่วนในปี 1922 ^{[ 5 ]}

ลูกเรือของ AL-4 กลับไปยังพอร์ตแลนด์ และในวันที่ 3 มกราคม พ.ศ. 2462 เรือดำน้ำลำนี้ได้ออกจากท่าเรือพร้อมกับBushnellและเรือลำอื่นๆ ของกองที่ห้า มุ่งหน้าไปยังสหรัฐอเมริกาผ่านทางหมู่เกาะอะโซเรส เมื่อมาถึงปอนตาเดลกาดาในวันที่ 13 มกราคม พวกเขาออกเดินทางในวันถัดไปและมุ่งหน้าไปยังเบอร์มูดา เมื่อถึงจุดหมายปลายทางในวันที่ 26 มกราคม พวกเขาพักอยู่สองวันเพื่อเติมเชื้อเพลิงและเสบียง จากนั้นจึงออกเดินทางไปยังฟิลาเดลเฟีย พวกเขาเข้าเทียบท่าที่อู่ต่อเรือฟิลาเดลเฟียในวันที่ 1 กุมภาพันธ์^{[ 5 ]}

While at the Philadelphia Navy Yard, L-4 underwent a post-deployment refit and overhaul until 26 May. Clearing the yard, she shifted to Hampton Roads, where she arrived the following day. She operated from the Submarine Base, through the remainder of the year. During this time L-4, in company with L-11 sailed up the Chesapeake Bay, and visited the US Naval Academy, at Annapolis, Maryland. Early in January 1920, the submarine sailed up the James River, to visit Richmond, Virginia. While at the Virginia capital, the submarine embarked GovernorWestmoreland Davis, and then submerged for dinner. L-4 departed Hampton Roads, on 22 January, bound for Bermuda, she arrived on January 25. She stood back in to the Submarine Base, on 11 February. For the remainder of the year the submarine operated from Hampton Roads, primarily in the waters off the Virginia capes, training and conducting experiments with the other units of the division, developing underwater warfare tactics. During this period, on 17 July 1920, she was redesignated SS-43 as part of a Navy-wide administrative re-organization. Five days later, she and submarines L-3, L-9, L-11, M-1, E-1, and E-2, were made available for drydocking at the Norfolk Navy Yard.^[5]

On 16 November 1920, L-4 was ordered to prepare to transfer to the Submarine Repair Division, at the Philadelphia Navy Yard. She arrived at the Philadelphia Navy Yard, under tow, on 9 January 1921. On 26 March, the Submarine Repair Division was abolished and L-4 was transferred to Submarine Division Three, and remained in an inactive status at the Philadelphia Navy Yard.^[5]