Cốt truyện của Street Fighter IV xảy ra vào khoảng thời điểm sau Street Fighter II và trước Street Fighter III nên nhân vật cũ sẽ bao gồm tất cả nhân vật trong Street Fighter II, Cammy và Fei Long từ Super Street Fighter II, bốn nhân vật trong Street Fighter Alpha 2 (Rose, Dan, Sakura và Gen), Akuma trong Super Street Fighter II Turbo xuất hiện như một nhân vật ẩn.Seth xuất hiện với vai trò là nhân vật boss trong cuối game, Gouken là đối phương bí ẩn,và các nhân vật mới, vậy tổng cộng có 25 nhân vật trong game.

Nhân vật mới

• Abel, là một võ sĩ người Pháp.Anh ta được miêu tả là người mắc chứng bệnh hay quên, là một người đàn ông "không có quá khứ" tìm cách tiêu diệt những thành viên còn sống sót trong Shadaloo.Ngoài ra anh được biết đến như nguyên mẫu của Seth.[16]
• Crimson Viper, là nữ điệp viên người Mỹ,cô tham gia cuộc chiến chỉ với một mục đích là thử nghiệm bộ quần áo bó sát đa chức năng cùng đôi kính râm màu hổ phách.
• Rufus, là võ sĩ Kung Fu thừa cân, anh luôn tìm Ken chỉ với mục đích đánh bại hắn để chứng tỏ mình là võ sĩ giỏi nhất nước Mỹ.
• El Fuerte là võ sĩ đeo mặt nạ người México, ngoài ra còn là một đầu bếp danh tiếng tại quê nhà.[17]

Boss và nhân vật ẩn

• Seth còn được gọi là "The Puppet Master", là nhân vật chủ mới. Ông là Giám đốc điều hành của SIN, một nhà sản xuất vũ khí. Cơ thể của ông đã được sửa đổi bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến. [ 23 ] Di chuyển đặc biệt của ông là kỹ thuật được sử dụng bởi các nhân vật khác.
• Akuma (Gouki ở Nhật Bản) một kỳ ẩn ký tự, xuất hiện trong phiên bản arcade là một ông chủ cuối cùng bí mật trong chế độ chơi đơn, cũng như thời gian có thể chơi được phát hành nhân vật bí mật có sẵn.
• Gouken là anh cả của Akuma, là sư phụ của Ryu và Ken, xuất hiện trong phiên bản arcade như là một thách thức máy tính điều khiển bí mật cuối cùng của chế độ chơi đơn, làm đầu tay của mình như là một máy bay chiến đấu trong Street Fighter series.

Nhân vật quay trở lại

• Ryu
• Ken
• Chun-Li
• Cammy
• E. Honda
• Blanka
• Zangief
• Guile
• Dhalsim
• Fei Long
• Balrog
• Vega
• Sagat
• M. Bison
• Sakura
• Rose
• Dan
• Gen