辐射4与之前的辐射游戏相比，增加了一个扩展的任务系统。除了通常的主线任务，还添加了支线和杂项任务。游戏还包括一个"辐射源任务系统"。这些辐射源任务使用随机化的角色、地点等元素，而且往往可以无限重复。扩充包包括他们自身选择 主要、次要、杂项和辐射点任务，这些任务几乎可以在主线故事情节期间或之后的任何时间完成，甚至可以在某些方式与主线任务互动。

第三幕的结局之后，游戏并没有结束。相反，它继续提供新的后故事内容，而主线任务的结果对世界产生了明显的影响。这一点，再加上无数的辐射点任务和没有任何等级上限，显着延长了玩游戏的潜在时间。

基础游戏中有144个任务，安装了所有扩充包的共有225个任务。

主要故事于2077年10月23日在独存者于庇护山丘的战前家中开始，就在大战前几分钟。

第一幕开始于独存者在2287年醒来，大约在进入111号避难所中的冷冻舱210年后。

普利德温号的到来预示着第二幕的开始，开启了大部分钢铁兄弟会任务。

当独存者在学院化结束时获得快速往返于学院的能力时，第三幕开始。此时，主线任务的结构分为四个不同的分支，四个主要势力各有一个分支。这些派系任务中的某些事件可能会使其他派系对独存者怀有敌意，从而将他们从这些分支中锁定，并使该派系的所有正在进行的任务失败。在某些情况下，这可能会因某些动作或某些对话选择而延迟（甚至加速）。

如果玩家角色决定通过支持其他三个派系中的任何一个来反对学院，则主线任务将以核能选项任务结束(同一个任务实际上有三个变体，每个反对学院的派系一个)。但是，如果独存者加入并支持学院，则主线任务以核子家庭任务结束。

以下任务在完成学院化后可用:

义勇兵任务线从独存者在康科德遇到普雷斯顿·加维时开始，并始终与聚落建筑系统密切互动。

兄弟会任务线从独存者在剑桥警察局遇到短剑侦察小队时开始，并在第二幕中随着普利德温号的到来而显着开放。

这些都是非附属的次要任务。

或楚迪

这些任务显示在哔哔小子的“杂项”部分下。

这些是小任务，可以在底部的“其他”选项卡中找到。

一旦玩家与特定同伴获得足够的好感度，就会给出以下任务。

这些任务只有在安装了 机械守卫 后才能玩。

These quests are only playable after Far Harbor has been installed.

这些任务只有在安装了避难所科技工坊后才能玩。

这些任务只有在安装了核子世界后才能玩。