В этом году Google отказалась от привычного двухцветного внешнего вида своих смартфонов. Вместо этого применяется задняя сторона из единого куска стекла, который плавно переходит в алюминиевую рамку. Это придаёт аппарату простой внешний вид. Белая модель и ограниченная редакция оранжевого цвета обладают матовой отделкой с замороженным внешним видом и мягким на ощупь корпусом. Чёрный вариант смартфона глянцевый и на нём отпечатков пальцев и пятен намного больше. Смартфон ощущается достаточно солидным и крепко собранным, хотя весит немного. Pixel 4XL хорошо лежит в руке.

На краях располагается всё то, что должно быть во флагманских аппаратах 2019 года. Наверху есть микрофон, внизу стереодинамики и порт для подзарядки USB-C. Слева вы найдёте отсек для SIM-карт, тогда как справа есть кнопка питания с яркой окантовкой в стиле Pixel. Там же находится регулятор громкости.