Pixel 4 có màn hình 5,6 inch, kích thước 147 x 68,9 x 8,2mm. Tương tự Pixel 4 XL, mặt trước của Pixel 4 có thiết kế màn hình tràn đáy, viền trên dày chứa hai camera trước, loa thoại và một cảm biến bí ẩn.
Có hai dự đoán cho cảm biến này. Đây có thể là cụm camera riêng cho tính năng nhận diện khuôn mặt. Trên Android Q Beta 4 cũng tiết lộ việc hỗ trợ hệ thống nhận diện khuôn mặt phần cứng mới. Dự đoán thứ hai cho rằng cụm cảm biến sẽ dùng cho tính năng Project Soli giúp người dùng điều khiển máy bằng cử chỉ tay mà không cần chạm vào màn hình.
Cùng với loạt ảnh render, chuyên gia săn tin Ice Universe chia sẻ hai bức ảnh chụp lại tấm kính cường lực được sản xuất dành cho bộ đôi Pixel 4 và Pixel 4 XL.
