概要
1988（昭和63）年に登場した西武鉄道の電車で、東急車輛製造（現在の総合車両製作所）は製造を担当。
台車や床下機器は廃車になった101系からの再利用品を活用している。4両固定編成。
車体・カラーリングは既存の101系や2000系のレモンイエローとは異なり、当時の西武ライオンズのユニフォームにも用いられていた、白地に青、赤、緑のラインが入る。
西武鉄道の車両では山口線の8500系に次ぐ採用で、鉄道線での導入はこれが唯一。
車体は2ドアで車内はセミクロスシートが設置されており、1編成に1箇所、和式トイレが設置されている。
かつては飲み物の自動販売機も設置されていたが、飯能～西武秩父間の各駅停車列車のワンマン運転開始に伴う改造で撤去された。
主に池袋線・西武秩父線の飯能～西武秩父間の普通列車運用がメインだが、秩父鉄道秩父本線直通の各駅停車の運用も本系列が使用される。
かつては土・休日ダイヤに池袋発着秩父鉄道直通列車（急行・快速急行）もあったが、2020（令和2）年3月ダイヤ改正に合わせて終了し、同時に飯能以南の定期運用が終了した。
また、新宿線系統は登場当初から運用が存在しないが、次述の「52席の至福」や臨時列車が乗り入れる例がある。
2024年11月からは西武秩父線開業55周年を記念し、4017FがかつてのE851形をオマージュした特別塗装で運行を開始した。
一方、余剰及び老朽化に伴い2024年からは廃車も開始されている。
観光列車「西武 旅するレストラン 52席の至福」
4009Fを改造した観光列車「西武 旅するレストラン 52席の至福」が2016年（平成28年）4月17日運行開始。
「乗って楽しい」「食べて美味しい」をテーマに全ての座席で食事が楽しめる空間にしており、内外装デザインは建築家の隈研吾が担当した。
車両番号に変更はないが、形式は定員にちなんで「52型」としている。
運行区間は池袋～西武秩父駅間・西武新宿～西武秩父駅間・西武新宿～本川越駅間で、臨時電車として土・休日を中心に年間100日程度運行される。
アニメ関係
- 「あの日見た花の名前を僕達はまだ知らない。」に西武秩父線や秩父鉄道を走る4000系の姿が描かれている。2014（平成26）年3月31日より、4005Fが同作品のラッピング車両として走っている。
- 「心が叫びたがってるんだ。」では、西武秩父線横瀬駅に到着する4000系が登場する。
