Theo đạo diễn phát triển trò chơi Hashino Katsuro thì ý tưởng phát triển Persona 4 chỉ xuất hiện sau khi phát hành Persona 3.[9] Đội ngũ phát triển Persona 4 là tất cả những người đã tham gia phát triển Persona 3 cùng một số người mới vốn là những người hâm mộ Persona 3.[10] Atlus đã lên kế hoạch nâng cấp cách chơi cũng như cốt truyện để nó không bị xem là "bản làm lại" nối tiếp của Persona 3. Hashino nói rằng "Để đạt mục tiêu đó chúng tôi đã cố gắng cho người chơi Persona 4 mục tiêu nhất định cũng như cảm giác thúc đẩy để hoàn thành trò chơi. Một câu truyện về những vụ giết người hàng loạt đầy bí ẩn là cách chúng tôi thực hiện việc đó."[9] Các ý kiến phản hồi của những người chơi Persona 3 và Persona 3: FES cũng đã giúp đỡ rất nhiều cho việc phát triển, hơn 2.000 ý kiến đã được các nhân viên Atlus tổng hợp và phân tích. Cốt truyện của Persona 4 theo Hashino là "lấy cảm hứng rất nhiều" từ các tiểu thuyết trinh thám của Arthur Conan Doyle, Agatha Christie và Yokomizo Seishi. "Những cái chết kỳ lạ ở vùng nông thôn và phản ánh như các câu truyện thần thoại Nhật Bản rất tốt" cũng như các chi tiết đặc trưng của tiểu thuyết trinh thám Nhật Bản thể hiện rất nhiều trong trò chơi.

Các thiết kế của thị trấn Inaba trong trò chơi được dựa trên một thị trấn ở ven núi Phú Sĩ.[11] Thiết kế nông thôn của nó là nguồn của một cuộc tranh cãi giữa các thành viên phát triển Persona 4 do mỗi người có ý tưởng riêng của họ về hình ảnh một vùng nông thôn. Kết quả là toàn bộ nhân viên đã đi "săn hình ảnh" để quyết định thiết kế của Inaba.[10] Inaba không đại diện cho một thành phố "Cấp quốc gia thu hút nhiều khách du lịch" nhưng cũng không phải là không được biết đến đến nỗi "Chẳng có gì". Hashino mô tả thành phố như "Có thể tốt hơn hoặc tệ hơn... một thị trấn đang trên đà xuống dốc". Không giống như các trò chơi phiêu lưu với một thế giới lớn để người chơi có thể khám phá, Persona 4 chỉ tập trung hầu hết tại Inaba. Việc này giúp giảm chi phí phát triển cũng như như giúp Atlus có thể "Phát triển các chi tiết khác của trò chơi". Thiết lập trung tâm này cho phép người chơi cảm nhận được "Cuộc sống hằng ngày diễn ra trong trò chơi". Và tránh cảm giác lập đi lập lại, nhiều sự kiện khác nhau diễn ra trong cuộc sống được đưa vào để trò chơi luôn giữ được cảm giác thú vị.

Các nhân vật chính được thiết kế trông giống như các học sinh bình thường nhưng cũng mang chất hiện đại và hơi mang sắc thái vùng nông thôn. Nich Maragos đã nói về thiết kế là "Các nhân vật không hẳn là nhà quê... mà chỉ là đang sống ở một vùng không thuộc đô thị lớn". Đạn diễn nghệ thuật Soejima Shigenori đã thiết kế mỗi nhân vật trong trò chơi có một mái tóc khác nhau.

Phiên bản Persona 4: The Golden (ペルソナ4 ザ・ゴールデン, Perusona Fō Za Gōruden?) đã phát hành tại Nhật Bản vào ngày 14 tháng 6 năm 2012 đây là bản mở rộng của Persona 4 cho hệ PlayStation Vita. Ban đầu phiên bản này dự định sẽ phát hành trên hệ PlayStation Portable vốn sẽ yêu cầu phải bỏ bớt một số tính năng của hệ PS2 tuy nhiên hệ PS Vita lại đủ mạnh để cho phép mở rộng trò chơi nên Atlus đã chuyển hướng sang hệ máy này. Phiên bản này có nhiều tình tiết mở rộng cũng như có thêm nhân vật, các Persona, trang phục cũng như các đoạn cắt cảnh mới. Trò chơi hỗ trợ thêm tính năng chiến đấu nối mạng không dây của Vita cũng như các tính năng mới cho việc thám hiểm các hầm ngục.