Mega Man X4, 22. yüzyılda geçen bir hikayeye sahiptir 2. Bu oyunda, insan ve "Reploids" adı verilen akıllı androidlerin bir arada yaşadığı bir toplumda, Maverick avcıları X ve Zero, Repliforce adlı bir Reploid ordusunun insanlıkla savaşına karşı mücadele eder 2.

Oyun, oyuncunun X ve Zero karakterlerinden birini seçmesiyle farklı hikayeler sunar 123. Seçim yapıldıktan sonra, oyuncu çeşitli aksiyon-platform aşamalarından geçer 23. Bu aşamalarda, düşen enkaz ve sivri uçlar gibi engellerden kaçınarak düşman robotları yok etmeye çalışır 2.

Hikayenin önemli bir kısmı, devasa bir yüzen şehir olan Sky Lagoon'un bir Maverick saldırısı sonucu çökmesidir 12. Bu olayın ardından, Repliforce'un bağımsızlığı için bir hareket başlar ve General adlı Reploid, bir darbe düzenleyerek bir Reploid ulusu kurmayı hedefler 12. X ve Zero, bu harekete karşı stratejik saldırılar düzenlemekle görevlendirilir 3.