此前微軟中國和小米合作，在北京試點小米手機4刷Win10 Mobile系統活動，該項目小米4剛開始是刷入Win10Mobile 10240，此后還有10536版本，限制是聯通4G的3GB內存版（2015年4月之前最好），另外就是需要到北京刷機，現在限制已解除一部分。
近期最新消息是，小米手機4刷了Windows10移動版的設備，系統版本只要是10536或10572都可以直接通過參加Windows Insider預覽計劃升級到最新的Win10 Mobile預覽版10581系統，已經與其他的Lumia手機保持節奏一致。
另外微軟工程師也在測試并適配小米手機4的2GB內存版，適配索尼和三星兩種相機模組機型。
另外重要的是，微軟在10月底曾進行小米4用戶參與活動報名，外地的通過報名，也有可能以郵寄方式交給微軟進行刷機，但必須是報名獲得微軟確認，可以直接刷入最新的Windows 10 Mobile預覽版10581。以后也可以繼續OTA升級到Win10 Mobile最新版。
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11月30日晚8點，小米公司副總裁@林斌_Bin 發微博公開宣布，12月3日起，小米手機4的Windows 10“公開測試版”固件將提供下載。
那么作為一款安卓手機，小米手機4刷上Windows 10的體驗到底如何呢？今晚，小米公司新媒體主管@神得強Steven 發微博表示已經刷上Windows 10：
作為微軟公司今年的重磅產品，Windows 10 PC桌面級系統已經于7月開放正式版升級，而之于手機的Windows 10 Mobile操作系統并未進行推送。不過具微軟員工透露，正式版的Windows 10 Mobile很可能會在本周末（12月6日）進行推送升級。
在正式版Win10還沒到來，小米手機4的用戶卻可以搶在WindowsPhone用戶之前嘗鮮，似乎有些喧賓奪主的感覺。但刷上Win10的小米手機4真的會比小米自家的MIUI操作系統體驗更出色嗎？這個問題要留給小米手機4的用戶自己去評判了。
Win10版小米4真機圖：