Sáng sớm 5/9 một vùng áp thấp trên khu vực bắc Biển Đông mạnh lên thành ATNĐ. Vị trí tâm ATNĐ lúc 7h ở vào khoảng 17N – 117E, sức gió mnạh nhất vùng gần tâm đạt cấp 6. Sau khi hình thành, ATNĐ di chuyển chậm theo hướng đông bắc, tốc độ trung bình khoảng 10 km/h và mạnh dần lên. 1h sáng 6/9 vị trí ATNĐ ở vào khoảng 17.4N – 118.0E, tại đây ATNĐ đổi hướng tây bắc, sáng sớm 6/9 mạnh lên thành bão – cơn bão số 4. Lúc 7h ngày 6/9 vị trí tâm bão ở 17.7N – 117.8E, sức gió mạnh nhất cấp 8, giật trên cấp 8, di chuyển theo hướng tây bắc, tốc độ trung bình khoảng 10 – 15 km/h và mạnh lên cấp 9, giật trên cấp 9. Gần sáng 7/9 bão chuyển hướng tây, tốc độ khoảng 10 km/h đi dọc theo vĩ tuyến 19N và mạnh lên nhanh chóng đạt tới cấp 11 – 12 vào sáng sớm 8/9. Lúc 1h ngày 8/9 bão có vị trí ở 19.0N – 114.8E, mạnh cấp 12, giật trên cấp 12, tiếp tục di chuyển theo hướng tây, 6h sau chuyển hướng tây tây nam về phía nam đảo Hải Nam, tốc độ 20 km/h. Khi đến sát bờ phía nam của đảo này, bão suy yếu xuống cấp 11, chiều tối 9/9 bão vượt qua cực nam của đảo vào nam vịnh Bắc Bộ, lại chuyển hướng giữa tây và tây tây bắc. Sáng sớm 10/9 khi đến vùng biển ngoài khơi tỉnh Hà Tĩnh (cách đèo Ngang khoảng 70 km về phía đông), bão suy yếu xuống cấp 10, giật trên cấp 10, chuyển hướng tây tây nam, trưa 10/9 đổ bộ vào đất liền thuộc địa phận tỉnh Hà Tĩnh (tâm bão đi qua huyện Kỳ Anh). Sau khi vào đất liền, bão suy yếu thành ATNĐ, di chuyển nhanh theo hướng tây tây nam, đi qua trung Lào đầy lên thành vùng áp thấp trên địa phận bắc Thái Lan.

Bão số 4 đã gây gió mạnh cấp 10, cấp 11, giật cấp 11 ở vịnh Bắc Bộ; cấp 10, gật trên cấp 10 ở Hà Tĩnh; cấp 9 gật cấp 10 ở Nghệ An; cấp 8 giật cấp 9 ở Quảng Bình; cấp 6 giật cấp 7 ở Quảng Tri và vùng ven biển Thanh Hóa, nam đồng bằng Bắc Bộ. Cụ thể tại Bạch Long Vĩ có gió mạnh 20 m/s giật 26 m/s, Hà Tĩnh 22 m/s giật 28m/s, Kỳ Anh 25 m/s giật 28 m/s, Ba Đồn 18 m/s giật 22 m/s, Quỳnh Lưu 15 m/s giật 18 m/s, Vinh 22 m/s giật 26 m/s. Khí áp thấp nhất đo được 982.8mb tại trạm Kỳ Anh vào lúc 12h ngày 10/9.

Từ đêm 9/9 đến sáng 11/9 bão số 4 đã gây mưa to đến rất to ở các tỉnh từ Thanh Hóa đến Quảng Trị và nam đồng bằng Bắc Bộ. Lượng mưa phổ biến từ 100 – 200 mm, một số nơi lớn hơn như Ninh Bình 362mm, Văn Lý 266.4mm, Thanh Hóa 241mm, Quỳnh Lưu 281mm, Kỳ Anh 230 mm, Ba Đồn 260 mm.