W pierwszej połowie 1934 r. (wg [2]- prace nad nim ruszyły wiosną 1935 r.) inż. Zbysław Ciołkosz opracował w Państwowych Zakładach Lotniczych projekt lekkiego samolotu myśliwskiego (LSM). Stanowił dalsze rozwinięcie koncepcji samolotu szkolno- myśliwskiego PZL-33. Pierwszy projekt PZL-39 był konstrukcją drewnianą ze składanym podwoziem, jak w PZL-33 i silnikiem rzędowym De Havilland "Gipsy King" o mocy 309 kW lub projektowanym PZL WS "Foka" o tej samej mocy.

Dla uzyskania małej masy kon­struktor wybrał konstrukcję drewnianą z cienkim płatem o gru­bości 10%, usztywnionym linkami. Ze względu na konstrukcję podwozia, niemożliwe było zastosowanie nart, a zatem PZL-39 nie był dopuszczony do startu i lądowań na silnie zaśnieżonych lotniskach. Ponadto nie był przystosowany do lotów nocnych a jego pułap, operacyjny wynosił zaledwie 1500 m. Dla zmniejszenia masy całkowitej zmniejszono zapas paliwa, co ograniczyło czas lotu do 2 h.

Na początku 1936 r. PZL-39 w tej postaci był oferowany lotnictwu wojskowemu. Po utworzeniu Lubelskiej Wytwórni Samolotów, inż. Zbysław Ciołkosz został zatrudniony tam na stanowisku Dyrektora Technicznego. PZL-39 przeznaczono do budowy w Lublinie pod nazwą LWS-1. Okazało się jednak, że numer 1 został zarezerwowany dla Lublin R-XXA i PZL-39 otrzymał oznaczenie LWS-4.

W tym czasie konstrukcję kadłuba zmieniono na metalową, spawaną z rur stalowych. Jako napęd wybrano silnik PZL "Foka" (wg [3]- samolot LWS-4 miał posiadać silnik gwiazdowy). Samolot miał służyć do osłony własnych samolotów towarzyszących i do zwalczania samolotów nieprzyjaciela działających na wysokościach do 1500 m (!) oraz miał być niezdolny do działań nocnych i zimowych (!).

Wg koncepcji Departamentu Aeronautyki miał stanowić wyposażenie 18 eskadr myśliwskich (180 samolotów) w latach 1939- 1942. Był również przewidziany jako samolot szkolno- myśliwski. Do napędu prototypu zamierzano zastosować amerykański silnik Ranger V-770SS o mocy 257 kW. Planowano produkcję 210 egz.: w LWS od stycznia 1937 r. (wg [2]- od kwietnia 1937 r.) do lipca 1938 r. miano zbudować 130 egz., dalsze 80 egz. w PZL WP-2 w Mielcu od września 1938 r. do końca stycznia 1939 r.

W jesieni 1936 zrezy­gnowano z tych planów, gdyż samolot nie spełniał wymagań KSUS pod względem prędkości i uzbrojenia. Poprawienie projektu stało się nierealne. Ponadto opóźnienie prac nad silnikiem "Foka", nie dawało szans na szybką realizację produkcji. Do tego zorientowano się, że lekki samolot myśliwski nie może mieć tak małej mocy silnika, gdyż jego osiągi będą za niskie. W wyniku katastrofy bombowca PZL-30BII (7.11.1936 r.) inż. Ciołkosz został zwolniony z LWS, odchodząc na niższe stanowisko do PWS. Odejście konstruktora w atmosferze niesławy spowodowało zupełny spadek zainteresowania samolotem LWS-4.

Konstrukcja:
Jednomiejscowy dolnopłat usztywniony cięgnami o konstrukcji- początkowo drewnianej, później mieszanej.
Płat trapezowy, drewniany, dwudźwigarowy, usztywniony zewnętrznie ścięgnami z taśm stalowych.
Kadłub kratownicowy spawany z rur stalowych. Kabina zakryta.
Podwozie klasyczne składane w locie, miało golenie chowane w skrzydło, koła natomiast, przylegając do siebie, pozostawały na zewnątrz w pozycji pionowej, w celu zabezpieczenia spodu kadłuba od zetknięcia się z ziemią.

Uzbrojenie- 2 zsynchronizowane karabiny maszynowe po bokach kadłuba.

Wyposażenie- zestaw przyrządów pilotażowo- nawigacyjnych i kontroli pracy silnika.
Radiostacja nadawczo- odbiorcza.

Silnik:
- I wersja projektu- chłodzony powietrzem, 12- cylindrowy, rzędowy w układzie odwróconego V typu De Havilland DH "Gipsy King" ("Double Six") o mocy nominalnej 309 kW (420 KM) lub chłodzony powietrzem, 8- cylindrowy, rzędowy w układzie odwróconego V typu PZL-WS "Foka" o mocy nominalnej 309 kW (420 KM, wg [4]- o mocy 331 kW / 450 KM).
- II wersja projektu- chłodzony powietrzem, 8- cylindrowy, rzędowy w układzie odwróconego V typu PZL-WS "Foka" o mocy nominalnej 309 kW (420 KM).
- w prototypie- chłodzony powietrzem, 12- cylindrowy, rzędowy w układzie odwróconego V typu Ranger V-770SS o mocy 258 kW (350 KM).
Śmigło metalowe, dwułopatowe o średnicy 2,1 m.

Dane techniczne wersja l, konstrukcja drewniana, silnik PZL-WS "Foka" (wg [1]):
Masa własna- 760 kg, masa użyteczna- 340 kg, masa całkowita- 1100 kg.
Prędkość max- 400 km/h, zasięg- 840 km, promień działania- (wg [4]- 420) km.

Dane techniczne wersja II, płatowiec o konstrukcji mieszanej, silnik PZL-WS "Foka". (wg [6]):
Rozpiętość- 10,5- 11,9 m, długość- 7,5- 7,8 m, wysokość- 3,2 m, powierzchnia nośna- 16,5- 18,0 m^2..
Masa własna- ok. 760 kg, Masa całkowita- ok. 1100 kg.
Prędkość max- 380 km/h, pułap operacyjny- 1500 m, zasięg- 840 km, promień działania- (wg [4]- 420) km.