第4窟位於東部窟群最西側，與第5窟之間有一山溝之隔。1977年，雲岡石窟文物保管所在這條沖溝上修建連接橋。造像消瘦拉長的造型，衣褶下部重重疊疊，屬於雲岡石窟第三期風格，雕鑿於孝文帝太和十八年遷都洛陽（494）之後。南壁窗口上方的正光年間（520-525）〈為亡夫侍中平原太守造像記〉，是雲岡石窟北魏時期現存最晚的紀年造像記，也是第三期窟開鑿的下限。正光四年（523），柔然入侵，環繞平城地區的六鎮兵起，後三年，孝昌三年（526）朔州流民攻陷恆州。位於平城郊區的雲岡石窟，可說因此在正光年間沈寂沒落，如《大金西京武州山重修大石窟寺碑》（1147）所記，「驗其遺跡」、「終乎正光」。第4窟南壁還刊刻元人延祐年間（1314-1320），《一行□□人游記》的題記。 第4窟為方形平面的塔柱窟，窟中央立方柱，柱身四面皆鑿一佛二菩薩的三尊立像，壁面滿鑿未經規劃與一統的千佛或小龕，與第二期第11窟的布局相仿。