Le LV Chouillet prend le commandement de l'Escadrille le 6 avril 1944.
En juin 1944, l'escadrille 4S participe aux opérations ayant abouti à . En juin 1944, l'armement de l'escadrille est maintenant de 15 appareils.
En août 44, c'est le débarquement en Provence. Les seules unités de l'Aéronavale engagées sont les Walrus de la 4S et les Catalina de la 6F, qui participent à la surveillance au large et à la détection des champs de mines.
Aussitôt après la 4S, la 2S et 6 appareils de la 8F ont été affectés au secteur de défense TOULON-MARSEILLE. L'essentiel des missions de la 4S consiste en recherches de mines entre Marseille, St Tropez et Imperia. Le secteur Méditerranée est si calme que, dès le 17 août, le Commandant en Chef décide que la navigation en convois n'est plus obligatoire.
Un rapport signale le cas de l'EV observateur qui demande à être reversé au Service Général. “ En effet, il est amputé des deux pieds et, au cours des longs vols, ses prothèses le font souffrir. ”
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Le 3 juillet 1944, un avion PIPER américain et un WALRUS de la 4 S piloté par le LV CHOUILLET entrent en collision au dessus du golfe d’Ajaccio. L’avion Américain tombe et disparaît en mer avec ses 2 hommes d’équipage tandis que le WALRUS réussit à amerrir au large des Sanguinaires. L’alerte est donnée. Un LOIRE 130 décolle d’Aspretto pour se rendre sur les lieux avec, à son bord, en plus du pilote et du mécanicien, l'IM DARCHEU chef du service technique. Le LOIRE 130 se pose à proximité, mais, malheureusement, en fin de course d’amerrissage, accroche le WALRUS. Ce dernier regagnera Aspretto en hydroplanant au moteur. Le LOIRE 130, plus sérieusement endommagé, devra être remorqué par une vedette rapide de la BAN. (d'après le CV Saint Cast)
Le 21 août 1944, le Walrus 4S L-10 fait un cheval de bois et coule pendant un vol d'entraînement sur le plan d'eau de Porto-Conte près d'Alghero. L'équipage évacue l'appareil et est recueilli aussitôt par des marins italiens se trouvant sur les lieux.
Le 10 septembre, tout le matériel et le personnel de la 4S est rassemblé à Ajaccio. Les 15 Appareils sont convoyés jusqu'à CUERS qui devient la Base Principale de l'Aéronautique Navale en attendant la remise en état du PALYVESTRE.
En octobre 1944, on note qu'une importante fraction du personnel qui était hors de France depuis plusieurs années a pu être envoyé en permission et ainsi reprendre contact avec leurs familles.
Les missions de recherche se poursuivent entre Marseille, St Tropez et Imperia.
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Au 1° janvier 1945, l'armement de la 4S est de 12 Walrus. La base d'affectation est CUERS, quelques appareils étant détachés à Calvi.
En février 45, la 4S effectue 29 missions de recherche de mines entre Monaco, Imperia et l'Ouest du Cap Corse (4 mines en surface, 2 mines immergées sont signalées), 1 mission SAR et 2 protections ASM.
En mars 45, la 4S effectue 22 missions de recherche de mines (5 mines signalées) et une mission SAR. Elle a fait 38 sorties et 109 h 30 de vol. 2 appareils ont été perdus, l'un à la suite d'un cheval de bois à l'atterrissage à Hyères, l'autre ayant percuté la montagne au cours d'un vol d'essai aux environs de Bastia (23 mars 1945).
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Le LV RICOUR prend le commandement de la 4S le 28 mars 1945.
En avril 45, la 4S effectue 25 recherches de mines sur la côte de Corse en 68 h 35 de vol (1 mine signalée) et 8 recherches de sous-marin en 28 h 35 (1 sous-marin en plongée signalé).
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Après la livraison des 3 premiers DO 24, l'escadrille est transférée à Saint Mandrier le 25 juin, à l'exception de 2 Walrus en alerte à Cuers. L'escadrille est aux ordres de la Zone de Défense A 502. Le nombre des missions diminue rapidement : juin/juillet = 17 missions, août = 5 missions. Les Walrus resteront toutefois affectés à l'escadrille jusqu'en novembre 1945, mais leur disponibilité est devenue faible (8 en moyenne). Les appareils restant en état de vol seront ensuite transferrés à l'escadrille 53S à Hourtin.
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La Croix de Guerre 39-40 vient orner le fanion hérité de la 4S1.