2012年“五一”小长假期间（4月29日至5月1日），4号线三天客运总量达327.6万人次，日均109.2万人次，小长假前一天即4月28日4号线客运量达120.3万人次，创开线以来的新高。大兴线三天客运量达72万人次，日均24万人次。小长假期间，4号线及大兴线按照节日运行图组织行车，三天共开行列车2010列次，增开临客17列次，列车兑现率100%，正点率99.9%，客运组织总体平稳有序。
“五一”期间，由于天气晴好，外出游玩、购物的乘客较多，4号线及大兴线全线客流均比平日有明显增长，客流量前三名的车站分别为北京南站、北宫门站、西单站。4月29日至5月1日三天，4号线动物园站从上午10点起至晚6点采取了封站措施，列车通过不停车，以保障乘客安全、缓解站内运营压力。车站通过增加广播、张贴临时告示并加派工作人员等方式进行等方式进行客流疏导，乘客表示了充分理解和配合，进出站秩序良好。
节日期间，西单站日均进出站量达8.7万人次，比平日增长62%，车站经受了大客流的考验。为缓解早晚高峰期间西单站的站台客流压力，4号线在4月29日、4月30日两日早高峰9：30-10：30，晚高峰17：00-18：30期间各安排4列列车放空运行至西单站进行载客作业。在运营组织方面，西单站在换乘处增派多名工作人员进行客流疏导，引导乘客有序乘车。
在北京南站、中关村站、宣武门等重点车站，4号线均加派了工作人员加强站内客流组织，加大重点部位如进站口、站台等处的客流疏导力度；同时，各换乘站加强了对重点部位如换乘通道、楼梯等处的监控，及时对客流进行疏导，避免乘客在换乘通道内及楼梯处拥堵。除了增加车站工作人员外，各车站还通过站内广播、乘客信息显示系统（PIS）等手段，及时向乘客传达客运信息，保证车站客流组织顺畅。
节日期间，4号线各专业人员加强值守和巡视，对设备运转情况进行实时监控，确保车辆及各系统设备稳定运行。维修保障部门也加强了技术力量配备，提高车辆及设备维修维护质量，落实设备检查，确保了各类设备设施运行安全、可靠、稳定。
“五一”期间，4号线及大兴线安检工作遵循“逢包必检，逢液必查，逢疑必问”的原则，各车站进一步加大了安保安检力度，三天共查获违禁品256件。