《辐射4》的传奇故事主要发生在一个核战争后的废土世界，背景设定在波士顿市的废墟，包括著名的萨默维尔、剑桥市和阿灵顿市等地点。游戏的主角是“替代者”（The Sole Survivor），在核战争发生前的一个早晨，主角拥有一个温馨的家庭。然而，和平宁静的早晨很快就被空袭警报声打破，主角和家人不得不躲向位于附近的111避难所寻求保护。核弹的蘑菇云席卷了整个波士顿，所幸的是主角和家人以及部分居民都成功躲进了避难所当中。然而，在避难所由于某些原因，主角进入了休眠装置沉睡了200年之久。这次，苏醒后的他将作为111避难所唯一的生还者打开大门走向外面的世界，展开一次末世废土旅行。
在游戏中，主线剧情将引导玩家探索各种任务，支线任务则为玩家提供了更深入的角色互动与世界观扩展。主线任务围绕寻找失散家人而展开，玩家会在这一过程中接触到不同的阵营，如铁路、兄弟会、自然派、以及联邦等。
游戏提供了多个结局，以下是其中两个更佳结局的概述：
拯救废土
步骤：
玩家需要在游戏早期加入“朋友”组织，并在后期选择支持他们对抗乌鸦成员。
在游戏中期，玩家需要结识并招募各种废土同盟，建立强大的盟友关系。
在游戏后期，玩家需要妥善处理各种冲突和危机，确保盟友的支持和信任。
在最终决战中，玩家需要发挥强大的领导力和战略思维，击败乌鸦成员和他们的盟友，赢得废土的解放。
意义：
这个结局强调团结、合作和努力，拯救了废土众多被遗忘的角落。
玩家在游戏中作为一个英雄，通过自己的努力和决策，促进了废土人的团结和自由，展现了游戏的核心价值观。
