Il gioco è ambientato nell’anno 2287, dieci anni dopo gli eventi di Fallout 3 e duecentodieci anni dopo una guerra sulle risorse naturali che si è conclusa in un olocausto nucleare nel 2077. L’ambientazione è sia retro-futuristica sia Post-apocalittica e copre una regione che include Boston e altre parti del New England, meglio noto come il Commonwealth. A differenza dei titoli precedenti la storia di Fallout 4 inizia il giorno del lancio di una bomba atomica: il 23 ottobre 2077. Il personaggio controllato dal giocatore si rifugia nel Vault 111, emergendo al di fuori di esso esattamente 210 anni dopo, il 23 ottobre 2287.[4]
Il gioco si svolge in una versione alternativa della storia che vede l’estetica, la progettazione e la tecnologia degli anni quaranta e cinquanta del XX secolo nelle direzioni immaginate al momento. L’universo risultante è quindi retro-futuristico, dove la tecnologia si è evoluta abbastanza per produrre armi laser, manipolare geni e creare un’intelligenza artificiale quasi autonoma, ma tutti all’interno dei confini di soluzioni degli anni cinquanta come l’uso diffuso di energia nucleare e valvola termoionica, oltre ad avere il circuito integrato dell’era dell’informazione. Gli stili di architettura, delle pubblicità e della vita in generale sono anche raffigurati sostanzialmente invariati dagli anni cinquanta, mentre sono compresi prodotti contemporanei come un cavallo a dondolo robotico per bambini in una pubblicità o un poster per i Vault sotterranei che svolgono un ruolo centrale nella trama del gioco.
