Разработка Phantasy Star IV почти провалилась — команда сомневалась, что успеет к дедлайну, но в итоге справилась. Самым сложным этапом стал переход с картриджа 16Mbit на 24Mbit — разработчики боялись, что Sega не одобрит смену формата. Но после одобрения темпы резко взлетели, и к финалу даже 24Mbit казалось мало. Риэко Кодама, работавшая и арт-директором, и ведущим дизайнером, призналась, что мозг превратился в кашу, но они сделали игру, которую хотели.
Phantasy Star IV — прямое продолжение первой и второй частей. Третья игра была набором побочных историй, а четвёртая возвращается к основному сюжету. Разработчики чувствовали, что после PSII осталось много незавершённых идей — не хватило ресурсов на всё задуманное. Поэтому PSIV задумывали как «духовный ремейк» лучших элементов серии, закрывающий все сюжетные дыры. Четыре главных героя — наследники предыдущих протагонистов: Чаз ведёт род от Алис, Рика — переосмысление Ней, Рун связан с Ноем (Лутцем), а Рен — аналог Сирена из PSIII. Остальных персонажей, вроде Раджи и Гриза, добавили, чтобы глубже раскрыть расы Дезолисов и Мотавиан и исправить претензии к PSII.
Разработчики отказались от 3D-подземелий, которые были в первой Phantasy Star на Master System. По их словам, на Mega Drive игроки не приняли бы устаревшую технологию, а полноценное вращение всех поверхностей съело бы слишком много памяти. Вместо этого сделали кат-сцены в стиле манги — с «мульти-оконной» системой, когда экран разбивается на панели, как в комиксах. Тору Йошида нарисовал для них невероятное количество изображений.
Боссы в игре очень сложные — даже с высоким уровнем персонажей простое нажатие «Атака» не сработает, нужна стратегия. Авто-боя не добавили специально: программист не любил эту механику, считая, что она отключает игрока от происходящего. Разработчики хотели, чтобы каждое сражение ощущалось как настоящий бой.
Философия команды была такой: не показывать всю информацию игроку. Они намеренно оставляли много деталей за кадром — например, названия предметов и монстров не раскрывали числовые характеристики, чтобы сохранить ощущение чужого мира. Кодама призналась, что, если бы могла, вообще не использовала бы человеческий язык для названий, но это сделало бы игру непроходимой. После мрачных финалов PSII и PSIII в четвёртой части решили сделать традиционный хэппи-энд — вся команда выросла на аниме, и это повлияло на тон игры.