LG G4 sẽ kế nhiệm thế hệ LG G3 hiện nay, nhưng thiết kế sẽ có sự khác biệt tương đối. Có thể thấy, thiết kế màn hình cong của LG G Flex sẽ được LG áp dụng cho mẫu LG G4 mới này, nhưng sẽ có bán kính cong nhỏ hơn. Phía trước LG G4 sẽ được phủ bằng lớp kính cường lực Corning Gorilla Glass 4 trên toàn bộ bề mặt máy.
Phía nắp lưng của LG G4 kiểu vân nhôm phay xước, cụm camera sau được thiết kế hơi lồi một chút, với phần ống kính cũng lớn hơn so với mẫu G3 hiện tại.
Ngay phía dưới cụm camera vẫn là phím Nguồn/Khóa máy (Power/Lock) nhưng có kiểu nút khác, và bên cạnh vẫn là đèn LED flash kép cùng cảm biến đo khoảng cách laser để tăng tốc độ lấy nét tự động (AF). Kích thước tổng thể của LG G4 sẽ là 148.9 x 76.5 x 9.9mm, nhỏ hơn so với 146.3 x 74.6 x 8.9mm của LG G3. Nếu kích thước của LG G4 đúng như ảnh dựng 3D tiết lộ thì có thể màn hình của LG G4 sẽ có kích cỡ 5.3-inch, thay vì 5.5-inch như của LG G3.
Trước khi hình ảnh dựng 3D của LG G4 lộ diện, một số thông số cấu hình phần cứng của mẫu smartphone thế hệ mới trong dòng sản phẩm G-series của LG cũng đã bị rò rỉ. Theo đó, LG sẽ trang bị màn hình có độ phân giải lên tới 3K (1620 x 2880 pixels), camera sau 16MP, 3GB RAM, chip xử lý Qualcomm Snapdragon 810 thế hệ mới nhất và cảm biến nhận dạng dấu vân tay theo công nghệ Snapdragon Sense ID cũng của Qualcomm.