Répondant parfaitement à la réglementation WRC, la Citroën C4 a dès ses premiers tours de roue en compétition marqué les épreuves du Championnat du Monde en remportant un grand nombre de victoires.
Pour élaborer la voiture WRC devant défendre ses couleurs sur les manches du WRC Mondial, Citroën a choisi C4 pour ses proportions idéales et son excellent aérodynamisme. A la fin de la saison 2005, bénéficiant de l'expérience de toute l'équipe technique basée à Satory, C4 WRC effectuait sa première séance d'essai. Respectant le poids minimal autorisé de 1 230 kg, les ingénieurs ont particulièrement soigné le centrage des masses.
Aujourd’hui, C4 WRC est équipée d’un moteur 1998 cm3 turbocompressé (320 ch à 5 500 tr/mn et 58 mkg à 2 750 tr/mn) installé en position transversale et incliné à 25° vers l'échappement. Comme toutes les WRC, la C4 est dotée de quatre roues motrices. Sa boîte de vitesses à 6 rapports bénéficie d’une commande séquentielle semi-automatique : un système de changement de vitesses est installé au volant pour un de gain de temps, les pilotes n'ayant plus à le lâcher pour enclencher les rapports. Les ponts avant et arrière sont mécaniques tandis que le pont central est piloté. Côté suspension, les ressorts sont hélicoïdaux et Citroën Racing fabrique ses propres amortisseurs.
C'est lors du Monte-Carlo 2007 que Sébastien Loeb/Daniel Elena et Dani Sordo/Marc Marti ont étrenné pour la première fois la voiture en course, réalisant un formidable doublé. Entre l'épreuve monégasque et le rallye de Sardaigne 2009, 37 courses ont été disputées en WRC et C4 s'est imposée à 24 reprises. Sur cette période, elle totalise huit doublés au classement général.
Au volant de C4 WRC, Sébastien Loeb et Daniel Elena ont décroché les titres de Champions du Monde Pilotes et Co-pilotes 2007 et 2008. Les deux C4 WRC engagées au championnat ont conquis pour Citroën le titre de Champion du Monde des Constructeurs en 2008.