Бригада получила неофициальное наименование «Желе́зная брига́да»[2] после русско-турецкой войны 1877—1878 годов, в ходе которой она принимала участие в наиболее трудных боевых действиях (переправа через Дунай у Зимницы, Забалканский поход Передового отряда генерала Гурко, выручка Шипки и пр.), проявив доблесть в борьбе с превосходящими силами турок и природой. Повторное наименование «железной» бригада получила во время Первой мировой войны за стойкость и безупречное выполнение задач командования.
31 августа 1870 года руководством Военного ведомства России было принято решение из действующих стрелковых батальонов пехотных дивизий Русской армии сформировать 8 отдельных соединений и присвоить им наименования:
В состав 4-й стрелковой бригады вошли 13, 14, 15 и 16-й стрелковые батальоны, в 1888 году переформированные в двухбатальонные стрелковые полки.
4-я стрелковая бригада приняла участие в Русско-турецкой войне 1877—1878 годов, Китайском походе, Русско-японской войне и Первой мировой войне. На период войны с Японией бригада была развёрнута в дивизию, после чего свёрнута обратно в бригаду. В апреле 1915 года бригада была вновь развёрнута в дивизию.
До начала Великой войны 4-я «Железная» бригада входила в 8-й армейский корпус Одесского военного округа. С началом войны бригада вошла в состав 8-й армии генерала А. А. Брусилова (Юго-Западный фронт).
3 сентября 1914 года, в разгар Галицийской битвы, командиром бригады был назначен Антон Иванович Деникин.