Le 17 août 2005, Mark Rein, vice-président de Epic Games, a révélé qu'Unreal Engine 4 était en développement depuis 2003 .

Jusqu'en 2008, le développement était exclusivement effectué par Tim Sweeney, PDG et fondateur d'Epic Games. Le moteur cible la huitième génération de consoles, PC et appareils basés sur Android Tegra K1, annoncé en janvier 2014 au CES. Tim Sweeney, directeur technique et fondateur d'Epic Games , a été l'unique personne à avoir travaillé sur la conception du système principal d'Unreal Engine 4 à ses débuts.

Toutefois, lors de la GDC de 2006, Sweeney a déclaré que son développement ne commencerait pas avant 2008.

En février 2012, Mark Rein a déclaré que "les gens vont être choqués plus tard cette année lorsqu'ils verront Unreal Engine 4".

Unreal Engine 4 a été dévoilé à un nombre limité de participants à la Game Developers Conference de 2012, et la vidéo du moteur présentée par l'artiste technique Alan "Talisman" Willard a été rendue publique le 7 juin 2012 via GameTrailers TV.

Cette démo a été créée sur un PC avec une GeForce GTX 580  et peut être exécutée sur un PC avec une GeForce GTX 680.

L'une des principales fonctionnalités prévues pour l'UE4 était l'illumination globale en temps réel à l'aide du traçage au cône de voxel, éliminant ainsi l'éclairage pré-calculé.

Toutefois, cette fonctionnalité a été remplacée par un algorithme similaire, mais moins onéreux en termes de calcul, avant la publication de celle-ci pour toutes les plates-formes, y compris le PC, en raison des problèmes de performances des consoles de nouvelle génération.

UE4 inclut également de nouvelles fonctionnalités pour développeurs permettant de réduire le temps d'itération et permettant la mise à jour du code C ++ pendant le fonctionnement du moteur.

Le nouveau système de script visuel "Blueprint" (succédant au "Kismet" d'UE3) permet un développement rapide de la logique de jeu sans utiliser le C ++, et inclut le débogage en direct.

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