Im Schritt 4 wird das Oxalsuccinat decarboxyliert:
Auch diese Reaktion ist exotherm. Bemerkenswert ist, dass sowohl Schritt 3 wie auch Schritt 4 durch dasselbe Enzym, die Isocitrat-Dehydrogenase, katalysiert werden.
Das Kohlendioxid ist nichts anderes als ein Abfallprodukt dieses Schrittes. Tieferer Sinn dieses Schrittes ist, dass das Ketoglutarat wegen seiner beiden Methylengruppen (-CH2) erneut oxidiert werden kann. Und das schrittweise Oxidieren organischer Verbindungen, um daraus Redukationsäquivalente (NADH/H+ und FADH2) zu gewinnen, ist ja die Hauptaufgabe des Citratzyklus.