У Raspberry Pi 4 використовується однокристальна система Broadcom BCM2711. Кристал містить 4-ядерний 64-бітний процесор Cortex-A72 (ARM v8) із частотою 1,5 ГГц і графічний процесор GPU VideoCore VI з частотою 500 МГц. За даними виробника, система на новій архітектурі стала на 50% швидшою, ніж попередні покоління RPi, а ще вона підтримує більше оперативної пам'яті — від 1 до 4 ГБ, залежно від версії плати.

Ця модифікація Raspberry Pi 4 Model B обладнується 2 ГБ пам'яті LPDDR4-2400 SDRAM, яка ділиться між CPU і GPU. На ній можна серфіти в інтернеті з декількома вкладками, емулювати ретроконсолі або використовувати бібліотеку машинного зору OpenCV для розпізнавання об'єктів

Контролер підтримує апаратне декодування H.265/HEVC (до 4Kp60) і H.264 (до 1080p60). Це розвантажує CPU під час роботи з потоковим відео в інтернеті та перегляду «важких» відеофайлів у режимі медіацентру.