长沙地铁4号线一期工程全长33.5公里，设站25座，均为地下车站。由西至东分别为罐子岭、月亮岛西、湘江新城、汉王陵公园、福元大桥西、茶子山、观沙岭、六沟垅、望月湖、溁湾镇、湖南师大、湖南大学、阜埠河、碧沙湖、黄土岭、砂子塘、赤岗岭、树木岭、圭塘、沙湾公园、粟塘、平阳、长沙火车南站、光达、杜家坪。其中设换乘站13座，开通后已有换乘站由五一广场1座增至8座，其余7座分别为，与2号线换乘的溁湾镇、沙湾公园、长沙火车南站、光达，与1号线换乘黄土岭，与长株潭城际铁路互联互通的观沙岭、树木岭。未来4号线阜埠河、圭塘、六沟垅3座换乘站也将分别无缝对接3、5、6号线。
长沙地铁4号线一期工程在车站装饰上充分体现 “以人为本”的设计理念，在注入大量湖湘文化元素的同时，充分表达了各站点所在区域的独特风格，重点打造了汉王陵公园、六沟垅、湖南大学、湖南师大、树木岭等5座特色站点。
4号线一期工程开通初期工作日及周末最短行车间隔是7分58秒，节假日最短行车间隔7分04秒，均比1、2号线开通初期的行车间隔要短，后期也会根据客流及运营情况逐步缩短行车间隔。单程跑完全程需要60分10秒。