一期工程全长20.8公里，分为首通段工程(彭埠站至近江站)和西南段工程(近江站至浦沿站)。首通段长约9.6公里，于2008年开工，2015年2月2日投入试运营。一期西南段长11.2公里有8个站，计划于2017年年底建成通车。

一期工程北起彭埠站，在火车东站和彭埠站与1号线形成双向同站台换乘，向南经新塘路、沿富春路到钱江新城市中心与2号线形成单向同向同站台换乘，南抵浦沿站。该线是轨道交通的次干线，连通了1、2号线，有多个换乘机会，便于把主干线上的客流运送到更远的地区，并加强对钱江新城的服务，它也连接了火车东站和汽车南站等对外交通点。

按里程分段计价来算首通段最高票价为4元。4号线首班车发车时间为6:30，末班车发车时间为22:30，全天运行16个小时。运营初期，首通段列车行车间隔为8分30秒，彭埠站至近江站单程行车时间约21分钟。

二期工程于2016年12月21日获批，起点彭埠站(不含)，终点西湖区紫金港路站，线路长23.9km，设车站15座，其中换乘站6座，全部为地下线。线路出4号线一期工程已运营终点站彭埠站后，沿鸿泰路-明石路-兴业街-新天地街-东新路-沈半路-桃源街-平炼路-京杭运河-良运街-金昌路-池华街等敷设，终止于西湖区三墩紫金港路站。4号线二期工程设勾庄车辆段一处，新建主变电所两处:一处位于长浜廊路站附近，一处位于勾庄车辆段内。预计2022年建成。