La progettazione della DB4 incominciò nel 1956 ad opera del direttore generale John Wyer, del progettista Harold Beach e dell'ingegnere Tadek Marek. La versione definitiva venne presentata nel 1958 con una carrozzeria superleggera sviluppata dalla Carrozzeria Touring di Milano, ed il suo stile italiano risultò un fatto sensazionale quando venne presentata per la prima volta al „London Motor Show“ nel 1958. Benché il design e la costruzione della carrozzeria provenissero dall'Italia, la DB4 fu la prima Aston Martin a venire assemblata nei nuovi stabilimenti di Newport Pagnell. Tale carrozzeria prevedeva lamine di alluminio saldate su di un telaio tubolare. La vettura era dotata di un motore con una cilindrata di 3670 cm³ erogante 240 cv a 5500 giri/min a 6 cilindri in linea con blocco e testata in alluminio, doppio albero a camme e 2 carburatori SU Questo propulsore permise alla DB4 di essere la prima vettura di serie a rimanere al di sotto dei trenta secondi nella prova di accelerazione fino a 100 miglia orarie e successiva frenata. Ci sono state 5 serie della DB4; le modifiche di maggiore rilievo furono le nuove cornici dei finestrini nella seconda serie e l'introduzione di una mascherina del radiatore a barre trasversali (anziché a nido d'ape) nella quarta. Le vetture della quinta serie, a partire dal 1962, avevano una carrozzeria più lunga e più alta a vantaggio di una maggiore spaziosità interna, però avevano ruote con minore diametro, in modo da mantenere invariata l'altezza totale del veicolo. Il frontale della quinta serie aveva un aspetto aerodinamico, adottato in seguito anche per l'Aston Martin DB5. In totale furono prodotti 1210 esemplari.