Mirage IV 01
Prototipo sperimentale, simile a un Mirage IIIA ingrandito ma con il triplo del carburante interno. Volò il 17 giugno 1959, stabilì nel settembre 1960 due record mondiali di velocità su circuito chiuso e precipitò il 13 febbraio 1961. Seguirono altri tre prototipi, tra il 1961 e il 1963.
Mirage IV M
Proposta di versione imbarcata monoposto, con ali ripiegabili, per la portaerei Verdun. Fu abbandonata alla fine del 1958.
Mirage IV B
Versione molto più grande, con motori americani costruiti su licenza e un'ala di circa 120-130 mq, pensata per andare e tornare senza rifornimento in volo. Cancellata nel 1959 per i costi.
Mirage IV A
La versione di serie, costruita in 62 esemplari (50 più 12 predisposti per un pod da ricognizione), con due motori Atar 9K e una bomba nucleare semi-incassata sotto la fusoliera. Consegnata dal febbraio 1964 al marzo 1968.
Mirage IV R
Designazione dei 12 aerei attrezzati per portare il pod da ricognizione CT52 nell'alloggiamento della bomba. Il CT52 entrò in servizio alla fine del 1971; all'inizio potevano riceverlo solo questi dodici, ma con il tempo furono modificati anche gli altri 50 Mirage IV A.
Mirage IV P
Trasformazione di 18 Mirage IV A (contratto del 1984), in servizio dal 1° maggio 1986: pilone ventrale per il missile ASMP o il pod CT52, radar ARCANA e nuove contromisure. Dopo il 31 luglio 1996 fu impiegato solo nella ricognizione, fino al ritiro nel 2005.
Mirage IV* / IV S (Spey)
Proposta del 1965 di Dassault e BAC per la RAF, con motori Rolls-Royce Spey, fusoliera allungata e avionica del TSR-2. Gli inglesi le preferirono l'F-111K.
Mirage IV-106
Proposta del 1963 con motori SNECMA TF106, fusoliera più grande, radar per evitare il terreno e un missile francese sul modello dello Skybolt americano. Non fu ordinata.